無人機遙感技術在森林資源調查中的應用

唐建明

摘要：指出了隨著科學技術的不斷發展與進步，無人機遙感技術的出現，給森林資源調查工作帶來了新的契機，其在森林資源調查中應用的價值也越來越明顯。針對無人機遙感在森林資源調查中應用的主要價值進行了探究與分析，并提出了無人機遙感在森林資源調查中應用的有效策略，以有助于充分發揮無人機遙感的重要應用價值。

關鍵詞：無人機遙感;森林資源調查;應用策略

中圖分類號：$757 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）17-0209-02

1引言

開展森林資源調查的主要目的在于全面的了解森林資源的實際情況，以此科學的促進林業的發展。通過森林資源調查可以動態監測和分析某一區域的森林資源情況，這對后續林業的發展和管理都具有非常重要的意義。隨著社會經濟的飛速發展，森林資源也受到了嚴重的破壞，大量的森林資源流失，給林業部分的管理工作帶來了嚴峻的挑戰，如何加強森林資源的監測和管理成為了林業部門管理工作的重中之重。無人機遙感在森林資源調查中的應用，不僅可以提高森林資源調查的精確度，同時還可以提高森林資源調查的效率。

2無人機遙感技術的重要優勢

2.1自動化處理的實現

通過無人機遙感技術獲取數據信息的過程，可以實現對數據信息的自動化處理，提高數據信息處理的精確度。利用無人機遙感所拍攝下的航空影像資源和對各項指標的修正，確保后續測量和計算的精確度。在應用無人機遙感時，不需要更改任何航班的姿態信息。在進行航空拍攝時，只要啟動地面上的GPS信號系統，相關操作工作人員就能夠結合GPS系統對航空拍攝的結果進行及時、有效的處理。并將采集的數據信息轉化為具有可讀性的數字高程模型數據和文檔對象模型數據。

2.2無人機遙感所獲得結果的全面性

通過對無人機遙感系統的研究和監測，就會生成瓷磚信息，利用該瓷磚信息來對文檔對象模型文件進行切割，并通過文件瀏覽來獲得結果，這樣所獲得的結果更加的全面。切割軟件的使用和信息集成、紋理信息之間能夠形成一個更好的三維模型，與傳統的三維模式建立相比，這種建立方法的主要優勢就在于數據的高速、準確輸出。通過方法獲得結果后，一般會對獲得的結果進行自動修正，其中的圖像也能夠自動化的分割成為不同色彩的模塊。利用無人機遙感所獲得的結果不僅具有全面性的特點，同時還可以防止觀測角畸變，從而形成良好的無人機遙感圖像。

2.3反應速度較高

無人機遙感技術在數據信息的采集和處理上具有很大的優勢，其對數據信息的反應速度較高，可以快速的完成數據信息的采集和處理。對馬賽克數據和數字高程模型數據的處理僅需要短短幾分鐘的時間，并且無人機遙感還具備快速處理數據信息所需要的硬件配置。同時無人機遙感技術在普通的筆記本上就可以正常運行，在使用上具有很大的便利性。

3無人機遙感在森林資源調查中應用的主要價值

3.1全面的調查森林資源

隨著社會的不斷發展與進步，人們越來越關注森林資源的變化，因此，在發展林業的過程中對森林資源調查工作的開展愈加的重視。無人機遙感在森林資源調查中的應用，可以對森林蓄積量進行全面的清查，這也充分體現了無人機遙感在森林資源調查中應用的一個重要價值。無人機遙感不僅可以動態檢測森林資源的變化，同時還能夠使得數據信息的獲取更具真實性和時效性，并且無人機遙感所拍攝的圖像，可以真實的反映出目前森林的立體覆蓋情況和生長狀態。

在清查森林資源時，傳統的森林資源調查傾向于對森林資源面積、樹種等的調查，其很難實現對森林資源的管理。而無人機遙感的應用，則可以對森林內部詳細的數據信息進行全面的、及時的監察和掌握，同時還可以更加客觀的、全面的、準確的反映出森林資源的分布情況。

森林資源調查的一項重點內容就是監測森林的蓄積量，無人機遙感的影像光譜信息和森林各生物之間具有一定關系，波普比值與森林蓄積量之間存在著一定的聯系，因此，在森林蓄積量監測中應用無人機遙感具有很大的優勢。

3.2對森林生態環境的深入研究

在全球生態系統研究中，對森林生態環境的研究是其中比較關鍵的一部分，在社會經濟飛速發展同時，生態環境開始逐漸的惡化，生態平衡被打破，這也在一定程度上阻礙著我國國民經濟的進一步發展和進步，這也致使可持續發展戰略難以得到全面貫徹落實。而無人機遙感在森林資源調查中的應用，可以對森林環境進行深入的研究，提高了森林資源調查的準確性，通過森林資源調查可以掌握森林資源的動態發展，這對生態平衡的恢復和生態環境的保護具有非常重要的意義。

3.3評估和檢測森林火災

在進行森林資源調查中，對森林火災的檢測和評估是其中的一項重點內容，無人機遙感在森林資源調查中的應用，可以利用無人機遙感的光波和熱紅外對森林進行全方位的檢測，以此明確的定位森林火災災情的具體位置，并準確的掌握森林火災的蔓延方向，從而為森林火災救援提供科學的依據和重要的基礎。無人機遙感以自身具備的優勢在森林火災檢測和評估中的應用，能夠有效的降低發生森林火災所帶來的損失。

3.4體現森林水文狀況

無人機遙感在森林資源調查中的應用，可以充分體現森林的水文狀況，這樣不僅能夠確保生態平衡，同時還能夠起到一定的防洪、防旱的效果。無人機遙感的應用，可以動態的觀察到森林水文現象發生與發展的規律，這也是確保森林得以進一步發展的一條有效途徑。目前，嚴重的水土流失對森林的發展造成了一定程度的影響，而無人機遙感的應用對這一方面問題的解決發揮著至關重要的作用。

4無人機遙感在森林資源調查中的應用策略

4.1通過無人機遙感獲取森林樹木的幾何參數

（1）在調查森林資源的過程中，利用無人機遙感拍攝的圖像，獲取森林數目的幾何參數，并對森林進行土地種類、樹木種類的劃分，無人機遙感的應用，可以提高森林按照樹木種類劃分的準確率。

（2）利用人工視覺手段和面向對象提取手段，對單個樹木的冠幅進行提取，以此獲取單個樹木的冠幅數據，通過樣地面積和樹冠面積之間的比，來獲取林分郁閉度。從使用這兩種方法所獲得的計算結果來看，樹木冠幅提取的精確度，直接影響著森林郁閉度。

4.2提取森林生物量信息

無人機遙感在森林資源調查中的應用，可以通過無人機遙感航拍拍攝的影響，對森林生物量信息進行估計和提取。

（1）通過無人機遙感獲取的圖像具有較高的分辨率，通過圖像可以對單木生物量進行有效的估計，利用面向對象分類的方法對單木樹冠的面積進行有效的提取，并根據森林現場單木胸徑的實際測量，得出樹冠的面積。同時建立單木胸徑模型，利用單木胸徑得出樹生物量的經驗方程，通過樹冠面積對樹干生物量進行估算。據相關研究發現，樹冠直徑與胸徑之間存在一定的關系，利用樹冠直徑能夠將胸徑推演出來，再通過胸徑與生物量的聯系，就可以計算出森林生物量。

（2）應用無人機遙感，通過可見光波對森林植被指數進行基礎提取，這是一種可以大面積估算森林生物量信息的方法。通過衛星圖像，同樣能夠大區域的評估森林生物量信息，但是衛星圖像的分辨率并不高，這將會對森林生物量信息的評估精確度造成一定的影響。應用無人機遙感技術提取森林生物量信息是未來森林資源調查的必然趨勢。無人機遙感，不僅可以獲得豐富的數據信息資源，同時還可以與衛星遙感相協調，這為森林生物量高精確度的反演奠定良好的技術基礎。

4.3對森林病蟲害進行監測

在森林資源調查中應用無人機遙感，可以準確地獲得森林病蟲害和枯木的所在位置信息。

（1）通過對無人機遙感拍攝圖像的觀察，便可以發現病死樹木，這樣在進行采伐時，就可以更加的精確。

（2）在無人機遙感中使用雙光譜攝像，其所拍攝的圖像可以對森林區域植物病害和蟲害進行精確的劃分。

（3）將無人機遙感所拍攝的影像作為主要基礎，通過非監督分類法，對森林病蟲害區域進行相似性分類。根據森林現場測量所獲得的圖像，通過分析可以得出紅色區域是被條形柄銹菌感染所引發的小麥條銹病發區，這表明無人機遙感的應用可以準確的顯示出森林病蟲害中心以及區域。

4.4森林消防

一些經常發生森林火災的地區，應用無人機遙感能夠預防森林火災的發生，一旦發生森林火災，無人機遙感的應用也可以及時發現災情，同時還能夠對森林火災發生后現場的實際情況進行有效的評估。

（1）無人機遙感在探測森林火災中的應用，可以準確的探測到森林火災的起火點和覆蓋區域，并立即發出警報，同時為森林消防提供發生火災的具體坐標。

（2）在森林消防中使用以無人機遙感影像為基礎的熱成像數字攝像機，通過灰度閾值和視頻圖像對森林火災進行探測，能夠更加準確的判斷是否有森林火災發生。

（3）在森林消防中應用無人機遙感，將獲取的森林火災前后現場圖像對比，得出相似度閾值，如果相似度閾值高于0.08，那么就可判斷有森林火災發生，如果低于該相似度閾值，則表明沒有森林火災發生。

5結語

無人機遙感具有很大的應用優勢，在森林資源調查中廣泛應用無人機遙感也是未來發展的必然趨勢。無人機遙感在森林資源調查中的重要價值是不可言喻的，其不僅可以檢測森林火災，同時還可以評估森林水文，對森林資源的保護和可持續發展具有非常重要的意義，因此，應該注重加強無人機遙感在森林資源調查中的應用。