淺談無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治中的應(yīng)用

李智慧

摘 要 云南省普洱市寧洱哈尼族彝族自治縣由于地理環(huán)境特殊，森林病蟲害問題嚴(yán)峻，急需采取措施進(jìn)行有效防治。但傳統(tǒng)的防治方式難度較大，而無人機(jī)有效提高了林業(yè)有害生物監(jiān)測防治工作的先進(jìn)性與高效性，降低了林業(yè)有害生物監(jiān)測防治總成本，減輕了林業(yè)管理人員的工作量，對(duì)林業(yè)乃至國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。基于此，闡述了林業(yè)有害生物的核心內(nèi)容，簡要分析了無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治中的應(yīng)用優(yōu)勢，探討了無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 無人機(jī);林業(yè)有害生物防治;應(yīng)用策略

中圖分類號(hào)：S763 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.26.037

云南省普洱市寧洱哈尼族彝族自治縣屬于云南普洱市管轄，地理坐標(biāo)為北緯22°40′～23°36′、東經(jīng)100°42′～101°37′，地理面積3 670 km2，森林面積為19.4萬公頃，具有獨(dú)特的森林景觀。但是，由于云南省特殊的地理環(huán)境，其森林病蟲害種類繁多，除了經(jīng)常出現(xiàn)的小蠹蟲、松毛蟲之外，還出現(xiàn)了天牛、金龜子等繁殖能力極強(qiáng)的害蟲，給當(dāng)?shù)亓謽I(yè)生產(chǎn)造成了很大影響，急需采取有效的防治措施。但傳統(tǒng)林業(yè)有害生物防治模式以設(shè)置人工監(jiān)測站與定期巡查為主，林業(yè)監(jiān)測面積大、地形復(fù)雜的現(xiàn)狀增加了林業(yè)管理人員的工作量與工作難度，無形之中降低了監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。而互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)及無人機(jī)制造技術(shù)的研發(fā)升級(jí)加快了無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治工作中的推廣應(yīng)用，不僅提高了林業(yè)有害生物監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性與有害生物定位的精確性，也滿足了創(chuàng)新有害生物防治體系對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)與設(shè)備的需求，促進(jìn)了林業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。基于此，介紹林業(yè)有害生物的核心內(nèi)容，分析無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治中的應(yīng)用優(yōu)勢，并探討了無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治中的具體應(yīng)用，以期能夠有效防治林業(yè)有害生物，保證林業(yè)產(chǎn)量。

1 林業(yè)有害生物的核心內(nèi)容

林業(yè)有害生物是影響森林樹木健康生長的有害生物，病、蟲、雜草等都是最為常見的林業(yè)有害生物。林業(yè)有害生物具有自然和社會(huì)兩種屬性，其中自然屬性是指有害生物通過為害樹木的不同部位來獲得養(yǎng)分，輕則導(dǎo)致樹木因養(yǎng)分不足而枯黃，嚴(yán)重則會(huì)導(dǎo)致其死亡。雖然林業(yè)有害生物會(huì)對(duì)林木的正常生長與繁殖產(chǎn)生消極阻礙作用，但是其為害周期較長，危險(xiǎn)性并不強(qiáng)。社會(huì)屬性是因人類生產(chǎn)生活給林業(yè)帶來的損失，如水污染、外來物種入侵等等。

2 無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 經(jīng)濟(jì)效益高

無人機(jī)利用高壓噴發(fā)的方式來噴灑藥物，實(shí)現(xiàn)了藥物形態(tài)從水流到霧狀的轉(zhuǎn)變，降低了藥物液體的流失速度，擴(kuò)大了藥物的覆蓋范圍，提高了藥物的附著性、實(shí)效性，從而提高了殺蟲率，縮減了藥物液體整體使用量，促使藥物均勻覆蓋到植物上，縮短了有害生物治理周期，從而降低了林業(yè)生產(chǎn)過程中的藥物購買費(fèi)用。除此之外，還可以利用無人機(jī)來監(jiān)測林區(qū)生態(tài)環(huán)境，及時(shí)發(fā)展病蟲害并局部用藥，有效減輕了藥物過量對(duì)環(huán)境的污染，加速推進(jìn)林業(yè)病蟲害綠色防控技術(shù)示范和統(tǒng)防統(tǒng)治社會(huì)化服務(wù)的有效結(jié)合，加快了林業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的速度。

2.2 查施一體化

無人機(jī)的裝置較為全面，主要有圖像記錄設(shè)備、數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)、滅火設(shè)備等等，功能全面，應(yīng)用靈活，能夠有效降低惡劣天氣等外界環(huán)境因素對(duì)其使用效果的消極影響力，提高了其傳輸數(shù)據(jù)信息的完整性與圖像的清晰性。另外，無人機(jī)配備了滅火設(shè)備，在監(jiān)測并確認(rèn)火災(zāi)后可進(jìn)行立即施救[1]。

2.3 適用范圍較廣

無人機(jī)擺脫了時(shí)空對(duì)林業(yè)有害生物防治的束縛，可以穿梭于高山、盆地等多種復(fù)雜地形之中，有效解決了林業(yè)有害生物監(jiān)測盲區(qū)難題，降低了林業(yè)有害生物防治工作的難度。

3 無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治中的應(yīng)用

3.1 在監(jiān)測環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

監(jiān)測是林業(yè)有害生物防治工作的首要環(huán)節(jié)，是直接影響甚至決定防治方法與防治計(jì)劃的重要因素。一般而言，監(jiān)測結(jié)果越準(zhǔn)確，其防治方案越有效，防治結(jié)果也越好。而且，工作人員根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來決定防治方法以及藥物等，提高了防治方案的針對(duì)性與靈活性。利用無人機(jī)技術(shù)來對(duì)林業(yè)有害生物進(jìn)行全面動(dòng)態(tài)的監(jiān)測，既擴(kuò)大了監(jiān)測范圍，也實(shí)現(xiàn)了高空遙感監(jiān)測到低空遙感監(jiān)測的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了森林區(qū)域遙感監(jiān)測的全覆蓋，尤其是地勢復(fù)雜、人工無法監(jiān)測的盲區(qū)。

無人機(jī)技術(shù)在明確林業(yè)有害生物類型的基礎(chǔ)上，還能準(zhǔn)確判斷出其發(fā)展變化趨勢，對(duì)枯死木、變色樹、異常林分進(jìn)行精確定位，深入分析導(dǎo)致森林病蟲害的主要原因，概括總結(jié)此次病蟲害的基本特點(diǎn)與內(nèi)在規(guī)律，推測其未來一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展結(jié)果以及造成的損失，并提出多種科學(xué)合理的解決方案，甚至可以分析不同解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從而幫助工作人員根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件等基本信息來選擇最恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。另外，工作人員還可以通過微信公眾號(hào)等新媒體與報(bào)紙電視等傳統(tǒng)媒體相結(jié)合的方式來宣傳無人機(jī)技術(shù)與林業(yè)有害生物防治工作，公布無人機(jī)傳輸回來的關(guān)于森林病蟲害的數(shù)據(jù)信息，促使相關(guān)人員對(duì)其形成初步認(rèn)知，提高其對(duì)森林病蟲害監(jiān)測工作的重視度，適當(dāng)增加其巡查次數(shù)，認(rèn)真觀察森林中各種植物的生長情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并立即采取救治措施，盡可能的在病蟲害大面積擴(kuò)散之前徹底解決，從而減輕森林病蟲害對(duì)生態(tài)環(huán)境乃至當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)造成的影響[2]。

在具體操作時(shí)，工作人員可在無人機(jī)終端設(shè)備電子地圖上勾畫出監(jiān)測區(qū)域的方位與面積大小，具體標(biāo)記出無人機(jī)升降的位置，然后利用無人機(jī)飛行控制軟件來規(guī)劃無人機(jī)的飛行路線，并及時(shí)根據(jù)本區(qū)域風(fēng)向與風(fēng)速的變化來調(diào)整最佳航線。隨后，工作人員應(yīng)認(rèn)真檢查無人機(jī)飛行控制設(shè)備，并設(shè)置自動(dòng)起飛模式，準(zhǔn)確記錄無人機(jī)拍攝的地面圖像，記錄好無人機(jī)在拍攝該地面圖像時(shí)的高度與速度，輔助工作人員將其轉(zhuǎn)化為簡單明了的地形圖。

3.2 在防治環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

無人機(jī)防治可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行實(shí)地勘察，獲得更加直觀具體的病蟲害信息，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)宏觀監(jiān)測結(jié)果與人工微觀監(jiān)測結(jié)果的有效融合，為工作人員制定防治方式與防治計(jì)劃提供了具有較強(qiáng)參考價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，有效提高了防治方案的針對(duì)性與有效性。部分地區(qū)的森林面積廣、地勢險(xiǎn)峻、交通不變，工作人員進(jìn)入該區(qū)域監(jiān)測病蟲害的次數(shù)較少，降低了對(duì)本區(qū)域植物生長現(xiàn)狀的掌控力。還有一些森林區(qū)域病蟲害較為嚴(yán)重，傳統(tǒng)防治方法不僅耗費(fèi)了大量的人力財(cái)力，而且防治效果不理想，甚至?xí)o參與防治工作的人員帶來生命危險(xiǎn)。而利用無人機(jī)則可以徹底解決這些問題，利用遠(yuǎn)程遙感操作可控制無人機(jī)飛行速度、高度、方向以及藥物液體噴灑速度等，對(duì)劃定區(qū)域進(jìn)行全方位的藥物噴灑;利用無人機(jī)機(jī)翼高速旋轉(zhuǎn)可以提高藥物液體薄霧的穿透力，提高對(duì)藥物使用量的掌控，避免重噴、漏噴等意外情況的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了防治工作的規(guī)模化與信息化。

另外，無人機(jī)在林業(yè)有害生物防治環(huán)節(jié)中的應(yīng)用也加快了“四查”（疫情區(qū)域普查、外業(yè)核查、防治復(fù)查、總體督查）地理國情監(jiān)測技術(shù)體系的建設(shè)速度，既讓工作人員遠(yuǎn)離藥物噴灑區(qū)域，提高了其工作環(huán)境的安全性與舒適性，也提高了藥物液體覆蓋區(qū)域的層次化，避免了因藥物液體無法附著到樹干等位置而降低治理效果。此外，通過加強(qiáng)重點(diǎn)區(qū)域或往年病蟲害災(zāi)情嚴(yán)重區(qū)域的監(jiān)測力度來獲取該區(qū)域樹木的健康狀況數(shù)據(jù)，利用多次動(dòng)態(tài)對(duì)比監(jiān)測分析來診斷本區(qū)域樹木病蟲害情況，可為林業(yè)部門開展有害生物防治提供便利[3]。

4 結(jié)語

正視傳統(tǒng)林業(yè)有害生物防治模式的弊端與漏洞，充分認(rèn)識(shí)到運(yùn)用無人機(jī)對(duì)提高林業(yè)有害生物防治效果的重要意義，通過提高無人機(jī)在林業(yè)有害生物監(jiān)測防治環(huán)節(jié)中的使用范圍與使用頻率等方式來提高無人機(jī)的使用效果，能夠有效提高林業(yè)有害生物防治模式的科學(xué)性，為實(shí)現(xiàn)林業(yè)乃至全國經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展提供基本保障。

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[3] 潘潔，廖振峰，張衡，等.基于高光譜數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)GIS應(yīng)用的森林病蟲害監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].世界林業(yè)研究，2015（3）：47-52.

（責(zé)任編輯：趙中正）