徐熊偉 岳興盛

（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局昆明自然資源綜合調(diào)查中心，云南 昆明 650100）

一、森林調(diào)查規(guī)劃的瓶頸

（一）森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的技術(shù)不夠成熟

在進(jìn)行森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其相關(guān)技術(shù)不夠成熟，是使得我國(guó)整體森林資源得不到妥善管理的關(guān)鍵因素之一。因?yàn)閷?duì)林業(yè)的研究包括先進(jìn)的科學(xué)程序和創(chuàng)新方法。由于大范圍的森林環(huán)境還包含大量自然資源，因此我們的目標(biāo)是快速，準(zhǔn)確地得到相關(guān)信息。負(fù)責(zé)調(diào)查的人員利用好相關(guān)技術(shù)便可以防止遺漏和錯(cuò)誤。因此，有必要依靠先進(jìn)的技術(shù)和手段進(jìn)行科學(xué)研究，這些先進(jìn)的技術(shù)與老舊的調(diào)研方法相比，效率更高，準(zhǔn)確率更高。我國(guó)目前已經(jīng)有一些較為成熟的森林勘探技術(shù)，并且新型的森林勘探技術(shù)也在不斷地普及當(dāng)中。例如，計(jì)算機(jī)，GPS 定位器和其他先進(jìn)設(shè)備可以有效提高調(diào)查活動(dòng)的效率。我國(guó)政府應(yīng)更加重視森林調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)的技術(shù)更新，并及時(shí)將新技術(shù)引入森林研究規(guī)劃設(shè)計(jì)中。

（二）缺少專(zhuān)業(yè)人才

森林資源調(diào)查研究的規(guī)劃和設(shè)計(jì)是一個(gè)巨大的項(xiàng)目。要完成規(guī)劃和設(shè)計(jì)森林資源的任務(wù)，必須對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)有深刻的了解，并熟悉相關(guān)的法律法規(guī)，掌握造林和護(hù)林相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，免受人員發(fā)展方面帶來(lái)的影響。在這方面，可以完成森林研究規(guī)劃和設(shè)計(jì)的人數(shù)非常少，而且由于森林地區(qū)地理位置偏遠(yuǎn)且氣候條件惡劣，許多研究人才不愿來(lái)這里參與環(huán)境保護(hù)建設(shè)。中國(guó)對(duì)森林研究的計(jì)劃和規(guī)劃沒(méi)有給予足夠的重視。在某些發(fā)達(dá)國(guó)家，科研人員的薪資水平非?？捎^，因此相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究人員較多。但由于中國(guó)缺乏關(guān)注，政府對(duì)相關(guān)行業(yè)的投資基金不足，國(guó)內(nèi)專(zhuān)家無(wú)法行使職權(quán)，同時(shí)也無(wú)法吸引外國(guó)專(zhuān)家，這導(dǎo)致了在中國(guó)缺乏專(zhuān)家。因此，森林資源的勘探和規(guī)劃不夠順利或不夠理想。

二、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

采用傳統(tǒng)的森林調(diào)查方法，不僅需要大量的人力物力，而且有些區(qū)域具有一定的危險(xiǎn)性。無(wú)人機(jī)搭載相機(jī)、激光雷達(dá)進(jìn)行森林調(diào)查、搭載紅外攝像頭用于森林防火、搭載多光譜成像系統(tǒng)用于森林病蟲(chóng)害防治等技術(shù)正趨于成熟應(yīng)用。

（一）成本較低

無(wú)人機(jī)的使用成本不僅僅是初始購(gòu)置無(wú)人機(jī)及配套相應(yīng)軟硬件的成本，還包括無(wú)人機(jī)操作人員的培訓(xùn)、無(wú)人機(jī)的保險(xiǎn)、維修、保養(yǎng)等后期成本。如，廣西國(guó)有沙塘林場(chǎng)位于典型的低山丘陵地貌區(qū)域內(nèi)，地形地勢(shì)復(fù)雜。相比北方相對(duì)開(kāi)闊的地貌，無(wú)論是對(duì)無(wú)人機(jī)自身的安全還是操縱無(wú)人機(jī)的飛手而言都有更高的要求。據(jù)了解，我國(guó)大多數(shù)都將精靈系列的機(jī)型作為森林資源監(jiān)測(cè)調(diào)查管理、病蟲(chóng)害調(diào)查監(jiān)測(cè)的主力機(jī)型，該機(jī)型的耐用性、穩(wěn)定性、可靠性和性?xún)r(jià)比已得到行業(yè)廣泛認(rèn)可，并具備一定的改裝潛力。該產(chǎn)品也通過(guò)廣大用戶(hù)的反饋進(jìn)行不斷的固件升級(jí)更新，使得系統(tǒng)功能不斷優(yōu)化，更趨于自動(dòng)化和智能化。

（二）操作簡(jiǎn)單

由于林業(yè)基層單位工作人員文化水平中等，參差不齊，大部分生產(chǎn)單位的運(yùn)營(yíng)經(jīng)費(fèi)也比較緊張，因此無(wú)人機(jī)具備的自動(dòng)航線規(guī)劃、自動(dòng)返航、仿地飛行等功能的優(yōu)勢(shì)就非常明顯。除相應(yīng)的培訓(xùn)外，只需自行閱讀說(shuō)明書(shū)和觀看教學(xué)視頻，就可以很快掌握基本操作要領(lǐng)，完成較為簡(jiǎn)單的航測(cè)任務(wù)。特別是自動(dòng)航線規(guī)劃功能，只需在衛(wèi)星影像圖上定位出需要航測(cè)區(qū)域的外邊界點(diǎn)，無(wú)人機(jī)遙控器即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)規(guī)劃航線并能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵上傳任務(wù)起飛。如果航測(cè)區(qū)域較大，還具備換電池后繼續(xù)執(zhí)行中斷的原任務(wù)的功能，大大降低了操作難度。

（三）定位精準(zhǔn)度高，圖像分辨率高

無(wú)人機(jī)運(yùn)用RTK 套餐后可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位，配合云臺(tái)自帶的高性能成像系統(tǒng)，大幅提升了航測(cè)效率與精度，降低了作業(yè)難度和成本，航測(cè)作業(yè)不僅效率高，分辨率高，而且不需要布設(shè)像控點(diǎn)即可獲得帶有高精度坐標(biāo)信息的正射影像，對(duì)于非測(cè)繪行業(yè)的人來(lái)說(shuō)極大地降低了獲取森林二維正射影像的難度。獲取影像后可采用該機(jī)配套使用的大疆智圖軟件拼接(需另單獨(dú)購(gòu)買(mǎi))，也可通過(guò)第 3 方軟件進(jìn)行拼接影像，較為方便快捷。

三、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

（一）資源調(diào)查

目前，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)技術(shù)逐步走向成熟，無(wú)人機(jī)本身也是信息獲取以及監(jiān)測(cè)的重要方式，在國(guó)內(nèi)林業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中無(wú)人機(jī)扮演著越來(lái)越重要的角色。在林業(yè)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，森林資源的調(diào)查工作是其中重要的組成部分，比如：二類(lèi)調(diào)查，如果使用傳統(tǒng)的人工調(diào)查方式進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，人力以及物力的投入巨大，實(shí)施也非常困難。另外，如果采用遙感調(diào)查，不但數(shù)據(jù)分辨率不足，調(diào)查的準(zhǔn)確度低，而且很多情況下天氣也會(huì)對(duì)于其調(diào)查結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，需要尋找一個(gè)新型的調(diào)查方式進(jìn)行資源調(diào)查。在進(jìn)行小區(qū)域林區(qū)調(diào)查過(guò)程當(dāng)中，如果應(yīng)用航空遙感調(diào)查，不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi)，還會(huì)大材小用。使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行森林資源調(diào)查，不僅能夠避免以上弊端，而且還能夠依照林區(qū)的客觀需求來(lái)進(jìn)行飛行高度、航線以及飛行區(qū)域的控制。除此之外，無(wú)人機(jī)在林地受災(zāi)以及伐區(qū)的設(shè)計(jì)方面同樣具有較高的應(yīng)用價(jià)值。無(wú)人機(jī)是近幾年快速發(fā)展的新型機(jī)，它可以迅速地進(jìn)行資源調(diào)查，不耗費(fèi)時(shí)間，還節(jié)省力氣，重要的是它只需要進(jìn)行遠(yuǎn)程操控就可以了，根本不需要自己親自上手。因此，無(wú)人機(jī)在資源調(diào)查方面還有無(wú)限的前景等待著被挖掘。

（二）森林植物地上生物量估算

隨著時(shí)代不斷發(fā)展，新型測(cè)量調(diào)查技術(shù)不斷創(chuàng)新，尤其是無(wú)人機(jī)技術(shù)得以快速發(fā)展，且被廣泛地運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域中。在森林資源的調(diào)查中，積極運(yùn)用無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)，可以提升調(diào)查人員的工作效率，降低野外工作的風(fēng)險(xiǎn)性，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)森林資源調(diào)查技術(shù)的不足。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)森林資源調(diào)查方式是一種技術(shù)的革新，推動(dòng)森林資源調(diào)查技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)而提升森林資源調(diào)查的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，全面性。

無(wú)人機(jī)航拍測(cè)繪技術(shù)屬于新型測(cè)量技術(shù)，相比較于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)具有較大的優(yōu)勢(shì)，其操作較為簡(jiǎn)單，適用范圍較為廣泛，能夠?qū)y(cè)量范圍的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋，確保工作人員獲得較為精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并以此開(kāi)展森林經(jīng)營(yíng)工作。在森林資源調(diào)查中，主要運(yùn)用無(wú)人機(jī)航拍測(cè)繪技術(shù)的傾斜攝影技術(shù)、數(shù)字3D 模型測(cè)繪技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)森林資源基本情況的調(diào)查了解，可以為林區(qū)規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持。無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)上放置拍攝設(shè)備可實(shí)現(xiàn)全角度的拍攝，獲取真實(shí)的遙感數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足林地規(guī)劃所需。也可通過(guò)GPS 系統(tǒng)或者IMU 系統(tǒng)獲取真實(shí)數(shù)據(jù)信息，且以數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)構(gòu)建三維模型，促使森林資源現(xiàn)狀直觀地展示，完成森林資源基本情況的有效調(diào)查。在森林資源調(diào)查工作中，主要獲取樹(shù)木種類(lèi)、胸徑、樹(shù)高、枝下高、冠幅、坐標(biāo)測(cè)量等數(shù)據(jù)信息，其中調(diào)查精準(zhǔn)的信息為樹(shù)木種類(lèi)、樹(shù)木胸徑，而樹(shù)高、枝下高、冠幅、坐標(biāo)測(cè)量等數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性缺乏，且測(cè)量調(diào)查工作所需時(shí)間較長(zhǎng)，工作效率較為低下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)林區(qū)內(nèi)每株樹(shù)木的精準(zhǔn)測(cè)量，另外，無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)還可以獲取林地區(qū)域樹(shù)木密度、區(qū)域界限、林地面積等數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)林地森林資源信息的全面獲取，為林地利用森林資源奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如：孫世澤等根據(jù)陰陽(yáng)坡不同森林類(lèi)型和植被種類(lèi)，運(yùn)用多旋翼大疆無(wú)人機(jī)獲取含近紅外波段的高分辨率多光譜影像，結(jié)合地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)森林地上生物量和NDVI，RVI，VDVI，MSAVI，DVI（差值植被指數(shù)）5 種植被指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析并建立估算模型，結(jié)果表明RVI與陰陽(yáng)坡的森林地上生物量擬合最好、具有較高的精度。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)地觀測(cè)的宏觀性、動(dòng)態(tài)性和綜合性使其優(yōu)于傳統(tǒng)的由點(diǎn)到面的野外調(diào)查方法，克服了傳統(tǒng)方法工作量較大、工作時(shí)間較長(zhǎng)、誤差較大的弱點(diǎn)，滿(mǎn)足了現(xiàn)代森林資源發(fā)展所需。借助無(wú)人機(jī)航拍測(cè)繪技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)調(diào)查技術(shù)存在的不足，提升森林資源調(diào)查工作成效，為森林資源的開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)工作開(kāi)展奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，林業(yè)不僅是綠色建筑的主要內(nèi)容，還是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)和社會(huì)保障。在規(guī)劃和開(kāi)發(fā)森林管理時(shí)，我們需要考慮許多因素，并使用各種新技術(shù)。調(diào)查森林資源，建立可靠的保護(hù)體系，國(guó)家資助專(zhuān)家的參與，并提高人們對(duì)森林保護(hù)的認(rèn)識(shí)。