李汶峰

（連州市星子鎮(zhèn)林業(yè)工作站，廣東 連州 513435）

林地作為森林的重要載體，同時(shí)也屬于森林物質(zhì)生產(chǎn)及生態(tài)服務(wù)的重要源泉，在森林資源資產(chǎn)中占據(jù)非常重要的地位。近些年來(lái)，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下，人們的生活水平日益提升，但同時(shí)也帶來(lái)較為嚴(yán)峻的環(huán)境污染問(wèn)題。為了構(gòu)建優(yōu)質(zhì)、和諧的生存環(huán)境，國(guó)家林業(yè)部門特別重視森林資源保護(hù)管理工作的開(kāi)展[1]。其中，林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管是非常重要的工作環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的監(jiān)管工作方式難以保證監(jiān)管工作的效率及質(zhì)量，所以需合理科學(xué)地利用現(xiàn)代化監(jiān)管技術(shù)。而對(duì)于無(wú)人機(jī)技術(shù)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用方便、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)效性強(qiáng)、實(shí)地勘測(cè)精準(zhǔn)度高，在林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作中能夠發(fā)揮出實(shí)質(zhì)性的價(jià)值作用。由此可見(jiàn)，本文圍繞“無(wú)人機(jī)技術(shù)在林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管中的應(yīng)用”進(jìn)行分析價(jià)值意義顯著。

1 無(wú)人機(jī)技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)技術(shù)，主要分為無(wú)人機(jī)航拍攝影、無(wú)人機(jī)遙感兩大類。其中，無(wú)人機(jī)航拍攝影，指利用無(wú)人駕駛飛機(jī)來(lái)搭載紅外掃描儀等遙感設(shè)備，用于收集被測(cè)區(qū)域的圖像信息，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像信息的處理，同時(shí)根據(jù)相關(guān)的精度要求來(lái)完成圖像制作。在整個(gè)無(wú)人機(jī)航拍攝影系統(tǒng)中，融入了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，如高空拍攝技術(shù)、遙控技術(shù)等，為無(wú)人機(jī)航拍攝影提供技術(shù)支持。而對(duì)于無(wú)人機(jī)遙感來(lái)說(shuō)，則為無(wú)人機(jī)航拍攝影技術(shù)中較為重要的一類，指利用無(wú)人機(jī)與遙感技術(shù)相結(jié)合的方式，綜合運(yùn)用先進(jìn)的無(wú)人駕駛飛行技術(shù)及遙感遙控技術(shù)，快速獲取空間遙感數(shù)據(jù)。需要注意的是，當(dāng)中指的遙感技術(shù)，為低空遙感技術(shù)，能夠處于影像信息獲取中不受外界因素帶來(lái)的干擾，同時(shí)具備操作簡(jiǎn)便、成本低、分辨率高等諸多優(yōu)勢(shì)，這些都是傳統(tǒng)遙感技術(shù)缺乏，這也為無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)代測(cè)繪中的廣泛應(yīng)用提供支撐。由于林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管是林地工程項(xiàng)目中非常重要的工作要點(diǎn)，鑒于無(wú)人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及作用，可合理應(yīng)用到林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管作業(yè)中。

2 無(wú)人機(jī)技術(shù)在林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析

在林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作開(kāi)展期間，通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能夠發(fā)揮諸多的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)起來(lái)無(wú)人機(jī)技術(shù)的具體優(yōu)勢(shì)如下：

2.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)效性強(qiáng)

從現(xiàn)狀來(lái)看，國(guó)內(nèi)各地區(qū)的林地核查工作，主要采取衛(wèi)片判讀聯(lián)合實(shí)地調(diào)查方式。在相關(guān)項(xiàng)目工程當(dāng)中，林地核查過(guò)程應(yīng)用到的衛(wèi)片部分為上一年度航拍成果，基在時(shí)間上間隔數(shù)月。與此同時(shí)，部分山區(qū)會(huì)受到惡劣天氣環(huán)境的不良影響，例如：在常年云層遮擋的情況下，難以及時(shí)更新衛(wèi)星影響。并且，在現(xiàn)代工程技術(shù)逐步發(fā)展的大背景下，短時(shí)間內(nèi)對(duì)林地產(chǎn)生大面積的破壞，比如利用大型工礦設(shè)備進(jìn)行大概半個(gè)月的開(kāi)采作業(yè)，便可以侵占數(shù)十公頃的林地，所以需及時(shí)排查異常問(wèn)題[2]?？赏ㄟ^(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，確保獲取影像的時(shí)效性，將林地實(shí)際情況準(zhǔn)確地反映出來(lái)，進(jìn)一步確保林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管決策的正確性及科學(xué)性。

2.2 可獲取精準(zhǔn)度高的實(shí)地勘測(cè)成果

基于以往林地勘驗(yàn)工作開(kāi)展過(guò)程中，主要利用衛(wèi)片、地形圖人工勾畫、移動(dòng)終端等方式，完成GPS 拐點(diǎn)定位作業(yè)，但易引發(fā)誤差問(wèn)題，比如導(dǎo)致地形圖拼接錯(cuò)誤、衛(wèi)片偏移引發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)誤差等。而通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，以航拍為基礎(chǔ)，可進(jìn)一步實(shí)時(shí)掌握飛機(jī)的姿態(tài)、方位、空速、位置、電池電壓、即時(shí)風(fēng)速風(fēng)向以及任務(wù)時(shí)間等重要信息，并利用全球定位系統(tǒng)（GPS）坐標(biāo)系，能夠?qū)⒏咔逭溆跋裼行纬?，同時(shí)能夠?qū)⒚娣e誤差控制在1m2范圍當(dāng)中，有效提升林地實(shí)地勘測(cè)的精度。

2.3 提升疑似圖斑核查效率，克服地理限制

一方面，在疑似變化圖斑（自查圖斑）核查作業(yè)期間，過(guò)去一半采取移動(dòng)終端GPS 定位，或邊線繞行方法，作業(yè)效率偏低；特別是在山區(qū)線性道路的實(shí)地考查過(guò)程中，工作量非常大，耗時(shí)長(zhǎng)。通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，則能夠大幅提升疑似變化圖斑實(shí)地核查工作的效率及質(zhì)量，減輕核查工作人員的工作量，縮短核查工作時(shí)間[3]。

另一方面，部分林地在地理?xiàng)l件上限制很大，人工作業(yè)難度大，且危險(xiǎn)性較高，尤其是附屬工程項(xiàng)目施工期間，比如山區(qū)道路施工、風(fēng)電工程施工、工礦區(qū)域施工等，使實(shí)地核查工作難以如期進(jìn)行。但是，通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，則能夠克服這些不良的地理限制，降低核查工作風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提高核查工作效率及質(zhì)量。

2.4 增強(qiáng)監(jiān)管工作成本控制效果

林業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作的落實(shí)往往要建立一支專業(yè)程度高的工作隊(duì)伍，無(wú)疑要投入較大的人力資源成本。而在林業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作期間引進(jìn)無(wú)人機(jī)技術(shù)，只需要配置兩名技術(shù)人員，即可完成大范圍的林業(yè)發(fā)展的動(dòng)態(tài)監(jiān)管。同時(shí)，無(wú)人機(jī)使用頻率和使用數(shù)量相對(duì)固定，從而有利于減少林業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)管中人力資源等成本的投入，進(jìn)而有利于增強(qiáng)監(jiān)管工作成本控制效果，從而提高監(jiān)管工作的整體效益水平增強(qiáng)。

3 無(wú)人機(jī)技術(shù)在林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管中的具體應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)分析

如前所述，對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)在林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)有一定程度的了解。而從提升林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作效率及質(zhì)量角度考慮，還需明確無(wú)人機(jī)技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)合林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作經(jīng)驗(yàn)，無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用需遵循“技術(shù)準(zhǔn)備→巡飛測(cè)量→數(shù)據(jù)處理”的步驟流程，總結(jié)起來(lái)具體如下：

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備要點(diǎn)

針對(duì)林地監(jiān)測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，包括“一張圖”數(shù)據(jù)庫(kù)、公益林?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)以及建設(shè)項(xiàng)目審批紅線圖等，然后將其向同一坐標(biāo)系數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化[4]。對(duì)于衛(wèi)星影像、森林督查圖斑，需做好疊加分析作業(yè)，基于室內(nèi)判讀的條件下，制定合理科學(xué)的實(shí)地核查目標(biāo)。對(duì)投入應(yīng)用的機(jī)器設(shè)備做好調(diào)試作業(yè)，同步更新飛控、飛行器軟件系統(tǒng)，確保機(jī)器設(shè)備相互匹配應(yīng)用。此外，以目標(biāo)區(qū)域的具體特點(diǎn)為依據(jù)，結(jié)合任務(wù)目標(biāo)，合理選取飛行荷載，組裝調(diào)試飛行器，然后認(rèn)真檢查飛行器存儲(chǔ)設(shè)備SD卡，預(yù)留好充足的存儲(chǔ)空間。

3.2 巡飛測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)

做好技術(shù)準(zhǔn)備工作之后，需把控巡飛測(cè)量術(shù)要點(diǎn)，即在開(kāi)闊、無(wú)遮擋的區(qū)域作為起降點(diǎn)與操作臺(tái)；若核查區(qū)域的地形復(fù)雜，需做好飛行區(qū)域范圍內(nèi)地形地貌的調(diào)查作業(yè)，標(biāo)注好制高點(diǎn)、風(fēng)口、信號(hào)繞射物以及電磁干擾物等；在選擇起降點(diǎn)過(guò)程中，需避開(kāi)上述標(biāo)注好的要素。然后，在飛行前進(jìn)行認(rèn)真檢查，檢查并調(diào)試電池電壓、傳感器信號(hào)，并進(jìn)行磁場(chǎng)校定及螺旋槳安裝作業(yè)[5]。在航線預(yù)規(guī)劃工作期間，針對(duì)選定的目標(biāo)區(qū)域，利用現(xiàn)有的操作平臺(tái)，將航線自動(dòng)生成出來(lái)；基于目標(biāo)范圍區(qū)域內(nèi)，需盡可能避免跨山脊作業(yè)，避免發(fā)生信號(hào)中斷，進(jìn)而避免飛行器失控。以無(wú)人機(jī)操作指南為依據(jù)，合理設(shè)置飛行高度及速度，確保均處于安全允許值范圍當(dāng)中。此外，對(duì)任務(wù)執(zhí)行全過(guò)程進(jìn)行密切關(guān)注，包括飛行器的運(yùn)行狀態(tài)、任務(wù)荷載工況、操作平臺(tái)連通情況等，保證飛行器飛行的安全性，進(jìn)而確保核查作業(yè)順利、高效完成。

3.3 數(shù)據(jù)處理技術(shù)要點(diǎn)

以國(guó)內(nèi)某林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工程項(xiàng)目為例，為了形成真實(shí)、精準(zhǔn)有效的林地核查本底數(shù)據(jù)，需把控以下技術(shù)要點(diǎn)：

（1）根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際需求，認(rèn)真執(zhí)行飛行任務(wù)。在飛行任務(wù)執(zhí)行完成之后，需仔細(xì)檢查飛行器，將飛行器電源斷開(kāi)，針對(duì)飛行器的各部件仔細(xì)檢查，包括電池、傳感器以及螺旋槳等；若出現(xiàn)異常情況或者損壞情況，需及時(shí)進(jìn)行維修或者更換處理。

（2）將核查成果數(shù)據(jù)及時(shí)拷貝、保存好，并進(jìn)行備份處理，進(jìn)一步把航拍數(shù)據(jù)在相應(yīng)處理的基礎(chǔ)上，使正射影像有效形成，導(dǎo)入ArcGIS 中，和以上提到的“一張圖”數(shù)據(jù)庫(kù)、公益林?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)、建設(shè)項(xiàng)目審批紅線圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)施疊加分析處理操作。

（3）通過(guò)構(gòu)建shp 圖層，將疑似圖斑勾畫出來(lái)，然后準(zhǔn)確計(jì)算其面積，最終將地圖導(dǎo)出，有效形成林地核查本底數(shù)據(jù)，使后續(xù)林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管決策具備準(zhǔn)確、科學(xué)的數(shù)據(jù)做支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作，是林地整體工作中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，林地監(jiān)管工作的內(nèi)容繁多，比如森林調(diào)查、火災(zāi)監(jiān)測(cè)、林業(yè)管理等。然而，傳統(tǒng)的林地監(jiān)管方式方法較為滯后，會(huì)大大降低監(jiān)管工作的效率及質(zhì)量。如果要想實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)管的目標(biāo)，則需合理科學(xué)地應(yīng)用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)。本次通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢(shì)顯著，比如動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)效性強(qiáng)，并且能夠獲取高精度的實(shí)地勘測(cè)成果，在疑似圖斑核查上效率頗高，能夠克服一些不良地理限制等。因此，在林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作開(kāi)展期間，需嚴(yán)格按照“技術(shù)準(zhǔn)備→巡飛測(cè)量→數(shù)據(jù)處理”的步驟流程落實(shí)技術(shù)要點(diǎn)，以此全面提高林地動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作效率及質(zhì)量，進(jìn)一步為林地整體工作效益的提升奠定夯實(shí)的基礎(chǔ)。