王 斌 畢曉亮 王廷達(dá)

林業(yè)資源是我國重要的自然資源，因此受到高度重視。病蟲害問題一直是林業(yè)保護(hù)道路上的主要阻礙，是急需解決的重點問題。遙感圖斑技術(shù)以及無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用有利于工作人員獲得病蟲害災(zāi)情的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息，提升防治方案的合理性，降低病蟲害對林業(yè)資源的破壞。

一、傳統(tǒng)林業(yè)病蟲害防治方法存在的不足

林業(yè)的病蟲害防治一直是林業(yè)工作人員的重點工作內(nèi)容，但傳統(tǒng)林業(yè)病蟲害防治方法的不足致使問題頻發(fā)，防治效果欠佳。其中，傳統(tǒng)林業(yè)病蟲害防治方法的不足之處如下所示。

第一，林業(yè)受災(zāi)情況的調(diào)查手段不足，調(diào)查數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)。林業(yè)病蟲害的受災(zāi)時期、面積、嚴(yán)重程度是不同的，林業(yè)工作人員在制定防治方案之前普遍會對林業(yè)的受災(zāi)情況進(jìn)行調(diào)查，從而根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)制定防治方案。但傳統(tǒng)防治手段中，用于調(diào)查病蟲害受災(zāi)情況的調(diào)查手段相對單一且落后，既無法保障調(diào)查數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，同時也無法保障調(diào)查數(shù)據(jù)的完整性，所獲得的受災(zāi)數(shù)據(jù)與實際情況之間存在極大的誤差，嚴(yán)重影響防治效果。

第二，防治方法過于傳統(tǒng)，防治力度相對較差。傳統(tǒng)林業(yè)病蟲害防治手段普遍沿用了以往的防治手段，如噴灑化學(xué)藥劑、設(shè)置捕蟲網(wǎng)等，在一定程度上能夠起到防治病蟲的目的，但林業(yè)病蟲害的危害程度在逐漸增強(qiáng)，單純依靠傳統(tǒng)的防治方法很難發(fā)揮作用，防治力度會隨著病蟲害危害能力、面積的不斷加大而減弱。此外，在噴灑化學(xué)藥劑時普遍以人工或是受災(zāi)區(qū)域大面積噴灑為主，缺乏一定的精準(zhǔn)度，降低了化學(xué)藥劑的功效，同時也容易破壞生態(tài)系統(tǒng)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

第三，防治方案缺乏靈活性，無法滿足防治需求。面對不同的受災(zāi)程度、病蟲害種類等需要采用不同的防治方案，從物理、化學(xué)以及生物角度入手，實現(xiàn)病蟲害的綜合防治。傳統(tǒng)防治方案缺乏一定的靈活性，單純地依靠同一種病蟲害防治手段，致使病蟲害防治無法取得預(yù)期效果。

二、遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用

1、遙感圖斑技術(shù)在病蟲害防治中的應(yīng)用原理

遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中主要發(fā)揮監(jiān)測的作用。遙感圖斑技術(shù)的類型相對豐富，包括衛(wèi)星遙感圖斑技術(shù)、無人機(jī)遙感技術(shù)等，在實際應(yīng)用時，利用衛(wèi)星或是無人機(jī)在林區(qū)上空采集受災(zāi)情況的圖像數(shù)據(jù)信息，林業(yè)工作人員通過對比圖像數(shù)據(jù)的方式掌握病蟲害面積、嚴(yán)重程度等信息，為后續(xù)工作的開展提供參考。其中，林業(yè)工作人員通過比對圖像數(shù)據(jù)信息便能夠掌握林木病蟲害受災(zāi)情況，主要是因為兩點；第一，病蟲害發(fā)生時，林木外觀會發(fā)生變化，如枝干被啃食或是蛀空、葉子顏色發(fā)生不正常變化；第二，遙感圖斑技術(shù)能夠提取圖像中的色彩，并以圖斑的形式展現(xiàn)出來。因此林業(yè)工作人員通過對比圖斑變化情況便可以知曉林木的受災(zāi)情況。衛(wèi)星遙感技術(shù)的圖斑精準(zhǔn)度相對較高，現(xiàn)如今已經(jīng)達(dá)到了0.2m 級別，其中也有部分衛(wèi)星的遙感精準(zhǔn)度達(dá)到了0.1m 以下。總的來說，即便是相鄰的葉子中出現(xiàn)了病蟲害，遙感圖斑技術(shù)也能夠?qū)⑵渚珳?zhǔn)識別出來，極大程度上提升了監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，為防治方案的制定提供精準(zhǔn)且科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。

2、遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中價值體現(xiàn)

遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用價值主要體現(xiàn)在病蟲害監(jiān)測上，能夠為后續(xù)工作的進(jìn)行提供精準(zhǔn)的參考，極大程度上提升了病蟲害防治的成效，但同時也具備一定的劣勢。其中，遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲害監(jiān)測中的應(yīng)用劣勢主要體現(xiàn)在兩個方面，第一，監(jiān)測數(shù)據(jù)具備較低的時效性，第二，圖像影視資料的形成時間長。經(jīng)過不斷完善的遙感圖斑技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用價值日益提升。通過實踐檢驗，遙感圖斑技術(shù)在應(yīng)用過程中顯露出了一系列問題，在經(jīng)過改造后，其應(yīng)用價值得到了進(jìn)一步提升。

一方面，遙感圖斑技術(shù)在采集圖像數(shù)據(jù)時，其采集時長會受到云層厚度的影響。一般情況下，若是在采集時段內(nèi)空中云層較多，那么需要花費較長的采集時長，不利于保障圖像數(shù)據(jù)的時效性，同時也會影響病蟲害的防治效果。最佳的解決辦法是選擇空中云層較少的時間段進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集，除此之外，要盡可能地選擇在晴天作業(yè)，避免陰雨天氣影響圖像數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

除此之外，林業(yè)工作人員可以人為提升遙感圖斑技術(shù)的應(yīng)用價值。例如，國內(nèi)存在一定量的人工林資源，與自然林木不同，人工林病蟲害發(fā)生周期相對具有規(guī)律性，普遍發(fā)生在相似或是固定的時間節(jié)點，因此，林業(yè)工作人員可以在此時安排無人機(jī)的遙感技術(shù)完成相關(guān)圖像數(shù)據(jù)信息的采集，增加可供比對的圖像資料，盡早發(fā)現(xiàn)受災(zāi)情況。

另一方面，林木存在季相變化，該變化也會對遙感圖斑技術(shù)的應(yīng)用價值產(chǎn)生影響，如降低圖斑識別的精準(zhǔn)度等。為了盡可能地降低季相變化帶來的光譜變化對圖斑識別的影響，要求將最新圖斑圖像數(shù)據(jù)與上期或是往年同一時期的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，同時也要考慮季節(jié)溫度對圖斑識別的影響，因此，可以在應(yīng)用遙感圖斑技術(shù)時搭配AI 技術(shù)一同使用，以便于確保圖斑識別出的圖像信息具有較高的精準(zhǔn)度。

三、無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用

無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用價值不僅體現(xiàn)在無人機(jī)遙感技術(shù)在病蟲害勘探中的應(yīng)用，同時無人機(jī)技術(shù)在病蟲害防治方案、防治成果分析中同樣具有極高的應(yīng)用價值。與定位技術(shù)的使用也在一定程度上提升了無人機(jī)的應(yīng)用價值，使得無人機(jī)能夠參與到藥劑噴灑等多項工作中，同時也具備良好的工作成效。

1、無人機(jī)在病蟲害防治中的應(yīng)用形式

遙感圖斑技術(shù)是無人機(jī)技術(shù)的重要組成部分，無人機(jī)除了具備遙感圖斑功能外，還能夠完成諸如藥劑運(yùn)輸、噴灑等工作，具備成本低、功能強(qiáng)的特點，在林業(yè)病蟲害防治中具有較高的應(yīng)用價值。此外，為了滿足在林業(yè)病蟲害防治中的不同需求，相關(guān)人員在設(shè)計無人機(jī)時將方案進(jìn)行了調(diào)整，以便于更好地服務(wù)于防治工作。例如，若是用于災(zāi)害情況監(jiān)測調(diào)查的無人機(jī)，則更加注重?zé)o人機(jī)在空中的平穩(wěn)度；若是參與藥劑噴灑，則要求無人機(jī)能夠承載更多的物資藥劑，以提升噴灑效率。無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用還體現(xiàn)在無人機(jī)技術(shù)實現(xiàn)了和定位技術(shù)的結(jié)合，使得人工操作者能夠?qū)崟r掌握無人機(jī)的位置，保障藥劑精準(zhǔn)噴灑在受災(zāi)位置。此外，依托于定位技術(shù)的加入，操作方能夠根據(jù)飛行路況實時調(diào)整飛行軌跡，保障飛行路線的合理性，確保將受災(zāi)位置全部包含在內(nèi)。

2、無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用優(yōu)勢

第一，森林資源覆蓋面積普遍較大，具有多樣且完整的生態(tài)系統(tǒng)，人工勘探不僅需要花費大量的人力、物力以及時間，增加防治成本，同時也容易破壞生態(tài)系統(tǒng)，并且勘探人員自身的安全無法被保障。使用無人機(jī)進(jìn)行勘探，能夠最大程度上降低防治成本，同時也能夠保障勘探結(jié)果的精準(zhǔn)度和完整性。第二，應(yīng)用價值、效率高。無人機(jī)技術(shù)不僅能夠被應(yīng)用在災(zāi)情勘探中，同時也能夠被應(yīng)用在病蟲害防治中，具有極高的應(yīng)用價值，其在每個環(huán)節(jié)的工作速度都是極快的。整體來講，使用無人機(jī)開展林業(yè)病蟲害防治工作，降低了病蟲害防治的難度，提高了林業(yè)病蟲害防治工作的質(zhì)量。第三，無人機(jī)技術(shù)屬于先進(jìn)技術(shù)手段。使用無人機(jī)技術(shù)開展病蟲害防治工作提升了工作的技術(shù)含量，為信息技術(shù)與林業(yè)管理工作的結(jié)合打造了良好的基礎(chǔ)，有助于推動林業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展，提高林業(yè)資源質(zhì)量。

3、提升了林業(yè)病蟲害勘探工作質(zhì)量

無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用價值的體現(xiàn)之一便是能夠完成病蟲害勘探工作，彌補(bǔ)了人工勘探的不足。傳統(tǒng)勘探方法主要依靠人工，若勘探面積小，病蟲害防治工作的緊急度相對較低，可依靠人工完成，但總的來說容易出現(xiàn)遺漏。若森林占地面積廣、資源多、工作量大、防治工作緊急等，那么人工勘探的工作壓力大，且效率低，很難在特定時間內(nèi)完成特定區(qū)域內(nèi)全部森林資源病蟲害勘探工作。整體而言，傳統(tǒng)人工勘探方法不具備高效率、高質(zhì)量、高精準(zhǔn)度的特征。利用無人機(jī)技術(shù)完成林業(yè)病蟲害勘探工作，最大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工勘探存在的不足。無人機(jī)技術(shù)屬于高科技的一種，不需要操作方一起行動，只需要對無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，便可以控制其到達(dá)特定區(qū)域，其中也包括未開發(fā)的森林深處等人員無法到達(dá)的地方。

無人機(jī)在勘探病蟲害時用到了無人機(jī)遙感技術(shù)，反饋回需要的圖像以及數(shù)據(jù)信息，技術(shù)人員通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析能夠獲得制定防治方案的參考。另外，無人機(jī)會根據(jù)光譜反射原理精準(zhǔn)反饋森林病蟲害現(xiàn)狀。林木在生長過程中會呈現(xiàn)出季相變化，光合作用的不同導(dǎo)致林木吸收的紅光量也會不同，反映出的光譜數(shù)據(jù)也會不同，其中，若是被病蟲害嚴(yán)重侵蝕的林木，那么它們自身的光合作用將會變?nèi)?，其反映出的光譜也會不同。無人機(jī)正是利用林木光合作用的原理完成對林木病蟲害的勘探工作，而林業(yè)工作人員通過比對光譜變化能夠分析出林木病蟲害情況并根據(jù)實際受災(zāi)情況制定具有針對性的防治方案。除此之外，無人機(jī)技術(shù)與定位技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，一定程度上提升了無人機(jī)在林業(yè)病蟲害防治上的應(yīng)用價值，同時也極大程度地提升了林業(yè)病蟲害防治效率與工作質(zhì)量，降低病蟲害對林業(yè)資源的危害。

4、在病蟲害防治方案中的應(yīng)用

無人機(jī)技術(shù)在病蟲害防治方案中的應(yīng)用主要包括兩個方面，一方面，為病蟲害防治方案的制定提供精準(zhǔn)的圖像數(shù)據(jù)參考，另一方面，參與到病蟲害防治方案的實施中。

無人機(jī)技術(shù)為病蟲害防治方案的制定提供精準(zhǔn)的圖像數(shù)據(jù)參考。無人機(jī)技術(shù)通過遙感圖斑技術(shù)、攝影技術(shù)等多項高科技技術(shù)作為支撐，將區(qū)域內(nèi)林業(yè)現(xiàn)狀高清拍攝并反饋給無人機(jī)控制方，工作人員通過圖像信息掌握病蟲害類型、嚴(yán)重程度、受災(zāi)面積等，為后續(xù)病蟲害防治方案的制定提供精準(zhǔn)參考。除此之外，利用無人機(jī)能夠?qū)崟r監(jiān)控病蟲害防治的全過程，及時調(diào)整防治方案，保障防治方案的科學(xué)性以及合理性，從而保障工作質(zhì)量以及工作效率。

無人機(jī)參與到病蟲害實際工作中。利用無人機(jī)對病蟲害噴灑藥劑，不僅提升了施加藥劑的精準(zhǔn)度，同時也降低了化學(xué)藥劑對生態(tài)系統(tǒng)的不利影響。無人機(jī)在空中飛行時會產(chǎn)生氣流，化學(xué)藥劑在氣流的帶動下能夠擴(kuò)大可噴灑范圍，提高化學(xué)藥劑的噴灑效果。參與到噴灑藥劑工作中的無人機(jī)需要保障其自身能夠攜帶足量的藥劑以及物資，因此用于噴灑藥劑的無人機(jī)會在背部攜帶一個藥箱，工作人員會將藥劑混到藥箱中，而后操作無人機(jī)到特定位置后開始噴灑藥劑。所以，林業(yè)工作人員在選擇無人機(jī)時需要根據(jù)需求科學(xué)選擇，與勘探型無人機(jī)進(jìn)行區(qū)分，以保障無人機(jī)的工作質(zhì)量和效率。

隨著溫度升高，林業(yè)病蟲害進(jìn)入到了高發(fā)期，為了遏制病蟲害的危害程度，保障林木健康茁壯成長，縣林業(yè)技術(shù)服務(wù)中心借助無人機(jī)開展了林業(yè)病蟲害的防治工作。經(jīng)介紹，在整個工作過程中，無人機(jī)參與了災(zāi)情勘探、藥劑噴灑等多個環(huán)節(jié)，并計劃利用大約一個月的時間完成近五萬畝面積的林業(yè)防治工作。此外，技術(shù)服務(wù)中心抓住機(jī)遇，利用無人機(jī)開展了林業(yè)資源的科學(xué)防治，保障了林業(yè)資源的安全。無人機(jī)技術(shù)在病蟲害防治中具有很多的應(yīng)用優(yōu)勢，除了用來完成病蟲害勘探、噴灑化學(xué)藥劑外，還能夠參與到其他工作中。例如，在病蟲害低發(fā)期利用無人機(jī)技術(shù)完成日常林業(yè)巡邏工作，檢查林木生長情況、排查過冬的蟲卵等。因此，相關(guān)人員需要不斷地對無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行研究，不斷豐富無人機(jī)技術(shù)的功能以及應(yīng)用范圍，盡可能地在林業(yè)病蟲害防治中發(fā)揮無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢。此外，為了彰顯無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢，林業(yè)工作人員需要不斷地強(qiáng)化實踐操作能力，構(gòu)建完善的工作體系，同時為病蟲害防治引進(jìn)更多的無人機(jī)先進(jìn)技術(shù)，以推動林業(yè)病蟲害防治工作進(jìn)入新階段。

5、在病蟲害防治效果評估中的應(yīng)用

無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用價值也體現(xiàn)在無人機(jī)能夠輔助人工完成對林業(yè)病蟲害防治效果的評估工作，并對防治不理想?yún)^(qū)域進(jìn)行完善等。其中主要依賴于無人機(jī)的攝影技術(shù)。無人機(jī)攝影技術(shù)不僅能夠幫助無人機(jī)利用遙感圖斑技術(shù)完成對病蟲害的勘探、監(jiān)測工作，同時也是輔助人工完成防治效果評估的有效手段。一般情況下，開展病蟲害防治工作的林區(qū)面積大且林木高，其中也包括一些人員無法達(dá)到的區(qū)域，僅僅依靠人工開展防治效果評估工作，很難保障工作質(zhì)量以及效率，因此為了保障病蟲害防治效果評估質(zhì)量，需要轉(zhuǎn)變評估方法。

無人機(jī)通過攜帶高清攝影裝置，能夠為操控方反饋最為精準(zhǔn)的圖像信息，林業(yè)工作人員通過比對圖像便能夠了解防治的基本情況，同時也能夠根據(jù)反饋回來的信息對成效不理想的區(qū)域進(jìn)行二次防治，降低遺留病蟲害隱患的可能。在使用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行防治效果評估工作的數(shù)據(jù)采集時，也可以安排人工對小范圍特定區(qū)域內(nèi)林木病蟲害防治效果進(jìn)行評估，一般情況下，可以安排人工對林木底層防治效果進(jìn)行評估，而相對高處的防治評估則交由無人機(jī)負(fù)責(zé)。這種工作方式，不僅提升了防治效果評估的效率以及質(zhì)量，同時也最大程度上提升了工作的安全性，避免人工高處作業(yè)發(fā)生安全事故等。

綜上所述，無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)病蟲害防治中具有相對較高的應(yīng)用價值。無人機(jī)技術(shù)參與到了病蟲害防治的各個環(huán)節(jié)中，同時也發(fā)揮著現(xiàn)階段難以被取代的作用，為林業(yè)工作人員降低工作難度的同時也提升了工作質(zhì)量以及工作效率。換而言之，林業(yè)工作人員需要不斷地去應(yīng)用以及研究無人機(jī)技術(shù)，提高無人機(jī)技術(shù)與林業(yè)病蟲害防治工作的匹配度，爭取最大程度上降低病蟲害對林業(yè)資源的危害，實現(xiàn)保護(hù)林業(yè)資源的目標(biāo)。

我國林業(yè)面積廣，間接表明林業(yè)病蟲害防治工作壓力大，此外，病蟲害對林業(yè)資源的危害程度、危害面積也在逐漸擴(kuò)大，總的來說，林業(yè)病蟲害防治工作僅依靠人工恐怕難以取得預(yù)期成效。因此，要注重現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)如無人機(jī)技術(shù)、遙感圖斑技術(shù)的應(yīng)用，提升林業(yè)病蟲害防治成效，保護(hù)林業(yè)資源。