淺談森林資源調查中無人機遙感的應用

付卓新 姚銳

摘 要 森林資源既是生態系統的一個有機組成緩解，也是人類生存的重要物質條件。目前，無人機遙感在森林資源調查當中的應用日趨廣泛。簡要介紹森林資源調查當中無人機要干的具體應用，并探討其中存在的不足，從而為進一步發揮無人機遙感技術的價值提供參考。

關鍵詞 森林資源調查；無人機；遙感；應用

中圖分類號：S757.2 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）36--02

森林資源調查是林業管理活動的前提條件，隨著技術的不斷發展，森林資源調查的技術也越來越豐富。近年來，遙感技術發展勢頭迅猛，無人機遙感在我國森林資源調查當中的應用越來越重要。

1 森林資源調查中無人機遙感的應用

1.1 林業資源調查

林業資源變化情況受到人們的高度重視，因此對林業資源進行調查對保障林業發展有重要意義，尤其是調查森林蓄積量是森林資源源清查過程當中無人機遙感技術的應用重點[1]。一方面能夠發揮無人機遙感應用價值，動態把握森林資源變化情況，改善信息獲取的真實性以及時效性；另一方面能夠利用無人機遙感圖像對當前的森林狀態及立體覆蓋狀況進行真實體現。此外，無人機遙感成像的速度比較快，能夠顯著改善森林資源調查的時效性，通過遙感資料保障調查質量與效率。在林業資源清查環節，傳統清查重心是林業資源面積及樹種等，無法有效管理林業資源中。通過應用無人機遙感可以監察森林資源內部的具體信息，從而客觀全面地掌握森林分布的情況。林業資源監測的另一個重要內容是監測森林蓄積量，遙感影像信息同森林生物存在一定聯系。相關實驗結果顯示，森林蓄積量同波譜的比值間存在關系，因此無人機遙感調查監測森林蓄積量方面有得天獨厚的優勢，一方面能夠借助于遙感數字影像對數據加以分析，另一方面也能夠精確掌握植被分布的情況，從而做好林業資源的調查分析工作。

1.2 森林生態環境調查

森林生態環境調查是生態系統研究的有機組成環節。隨著我國經濟社會的發展，生態環境遭到嚴重的破壞，環境惡化問題越來越嚴重，這在很大程度上影響了國民經濟的持續發展，不利于貫徹可持續發展戰略。通過應用無人機遙感技術，能夠技術準確調查森林資源，掌握森林資源動態變化情況，為生態保護提供可靠支撐。同時，無人機遙感還能夠準確估計樹種的組成及空間結構，借助于無人機影像具備的高分辨率特點，通過分析紋理就能夠對樹種的組成、林木間或者是樹種間的空間關系進行估計，這對于生態平衡具重要意義。

1.3 森林水文狀況調查

森林水文狀況屬于森林資源調查的重要內容之一，一方面有利于維持生態平衡，另一方面能夠在很大程度上發揮抗旱以及防洪的效果。無人機遙感在森林水文調查監測當中有重要應用價值，可以對森林的水文現象發生與發展進行動態掌握[2]。尤其是在目前水土流失問題越來越嚴重的情況下，無人機遙感在該領域的應用需求格外明顯。

2 森林資源調查中無人機遙感應用需要解決的問題。

實踐結果顯示，森林資源調查過程當中應用無人機遙感有諸多優點，不過要想充分發揮無人機遙感技術的優點，還需要進一步解決其中存在的問題。

2.1 拼接以及幾何校正

目前，無人機使用的幾何校正是多項式校正，其校正的精度往往不夠理想。通常情況下，森林資源調查如二類調查圖像，精度要求同攝影測量比較而言要低得多，不過也需要滿足基本的精度要求。當前，無人機遙感影像幾何校正問題是研究的熱點，如果可以實時傳輸無人機拍攝過程當中的姿態數據并且加載GPS記錄拍攝的位置，同時聯合其他的輔助數據例如地形數據，對于改善幾何精度有重要的幫助[3]。此外，無人機大部分使用小型數字相機當作機載的遙感設備，獲取影像數量多但是像幅小，同時影像快速拼接方面的技術也需要進行深入的研究。

2.2 升降技術以及抗風技術

在森林資源的調查過程中，主要工作環境是山區，因此對要求滑跑以及滑降的大型無人機而言，往往無法找到滿足起降標準低的場地，在不滿足起降條件的時候勉強起降會導致大型無人機的損壞。同時，使用小型的無人機則存在著飛行高度低的問題，低空作業的時候受風向以及風速的影響都比較大。通常情況下，提高無人機抗風性能的方法是加大飛機的質量，不過起降要求以及載荷限制決定論無人機難以無限制地加重，并且加大載荷也會帶來無人機的能耗增大[4-7]。因此，解決升降技術并降低無人機的升降要求，改善飛行控制技術從而增強抗風性能以保證平穩飛行，是森林資源調查過程當中應用無人機遙感需要解決的問題。

2.3 計算機紋理信包分析

森林資源的調查過程當中，往往需要確定樹種、密度及直徑等，從而推算出森林的蓄積量。根據圖像能夠對此類的數據進行判斷與估計，不過精度受限嚴重。無人機航片分辨率比較高，且紋理信息豐富，通過使用計算機來分析紋理，有利于實現上述數據的準確估計[8-10]。

3 結語

隨著經濟社會的發展以及科技的進步，近年來，森林資源調查當中無人機遙感技術的應用也越來越廣泛。目前，森林調查的數據要求日益多元化；同時，對數據時效、精度與質量的要求也越來越嚴格，因此需要針對無人機遙感的應用價值，不斷解決存在的問題，持續改善森林資源調查工作的質量與效率。

參考文獻

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（責任編輯：劉昀）