林業(yè)資源調查中無人機遙感技術的應用

羅頂勝

（廣西壯族自治區(qū)國有雅長林場，廣西樂業(yè) 533209）

以往我國林業(yè)部門在林業(yè)資源調查監(jiān)測過程中，主要采用空中測試與地表測試相結合的方式，通過測繩、皮尺等工具獲得林業(yè)資源相關信息。然而，新時期背景下，林業(yè)資源在信息需求方面逐漸向多元化趨勢發(fā)展，使得傳統(tǒng)林業(yè)資源調查方式已無法充分滿足現(xiàn)代化林業(yè)發(fā)展需求。在此背景下，多種先進林業(yè)資源調查技術應運而生，其中包括無人機遙感技術。這種技術以反應速度快、自動化水平高、空間分辨率清晰等多種優(yōu)勢，受到林業(yè)部門廣泛青睞，將其應用到林業(yè)資源調查中，不僅能夠保證林業(yè)資源調查數(shù)據(jù)準確性，還能減輕工作人員勞動強度，有利于提高調查工作整體效率和質量［1］。

1 無人機遙感技術的優(yōu)勢

1.1 反應速度快

在林業(yè)資源調查工作中應用無人機遙感技術，能夠快速采集林業(yè)資源相關數(shù)據(jù)和信息。在此基礎上，處理系統(tǒng)可以在短短幾分鐘內，對采集的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）及馬賽克數(shù)據(jù)進行有效處理。不僅如此，無人機遙感技術還針對快速處理配備了完善的硬件設備，并且這些硬件設備可以在筆記本電腦上運行，具有操作便捷優(yōu)勢。

1.2 空間分辨率高

將無人機遙感技術應用到林業(yè)資源調查中，需要無人機設備通過航拍獲得林業(yè)資源影像。在此過程中，無人機飛行高度相對較低，獲得的遙感影像空間分辨率相對于傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感影像而言更高，能夠達到幾厘米到數(shù)十厘米左右。通過無人機航拍獲得的影像信息，能夠準確辨別林業(yè)工程中的草地、喬木等資源，有利于為林業(yè)部門開展各項工作提供更加準確、科學的數(shù)據(jù)信息。

1.3 結果全面

利用無人機遙感技術對林業(yè)資源進行監(jiān)測和調查，系統(tǒng)可以自動生成瓷磚信息。利用瓷磚對文檔對象模型（Document Object Model，DOM）進行切割，可以使其形成能夠應用谷歌系統(tǒng)切割的軟件［2］。通過軟件與信息的融合，能夠構建一個完整的林業(yè)工程三維立體模型，可以使數(shù)據(jù)信息以直觀方式呈現(xiàn)在調查人員眼前。相對于傳統(tǒng)調查技術而言，無人機遙感技術調查結果更加準確和科學，并且使用該技術還能夠在獲得結果基礎上，自動化對結果進行校正，同時將圖像分割為不同色塊，從而形成準確、可靠的圖像信息。

1.4 自動化處理

無人機設備具有重量較輕、靈活性較強的特點，在飛行過程中受外界環(huán)境干擾較小，適用于各種飛行場地，并且通過航拍獲取的林業(yè)資源信息自動化完成處理工作，有利于提高數(shù)據(jù)準確性和科學性，從而為后續(xù)工作開展奠定基礎，不需要對航班信息作出其他更改［3］。另外，全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）會實時顯示無人機航拍情況，調查人員可以結合相關信息對數(shù)據(jù)進行處理，將其轉換為DEM、DOM 等數(shù)據(jù)。

2 林業(yè)資源調查中無人機遙感技術的應用

2.1 病蟲害監(jiān)測的應用

林業(yè)資源發(fā)展過程中，受多種因素影響易產生病蟲害，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，會導致病蟲害在短時間內大肆蔓延，從而制約林業(yè)資源健康發(fā)展。據(jù)相關調查分析來看，我國林業(yè)資源與其他國家相比，受病蟲害威脅程度更大，且病蟲害來源廣泛、種類較多，在一定程度上增加了林業(yè)資源病蟲害監(jiān)測和防治難度。林業(yè)部門在傳統(tǒng)林業(yè)資源病蟲害監(jiān)測過程中，大多采用人工定期檢查方式，但受交通不便、地形限制等多種因素影響，導致人工巡查遭遇重重阻礙，加上一些病蟲害在初期發(fā)展過程中具有隱蔽性特點，易被忽略，導致林業(yè)資源病蟲害無法充分做到“早發(fā)現(xiàn)、早控制”。而將無人機遙感技術應用到林業(yè)資源病蟲害監(jiān)測方面，能夠有效改善傳統(tǒng)人工監(jiān)測存在的不足之處，通過無人機巡視方式可以全面覆蓋林業(yè)資源，并且能夠將獲取的林業(yè)資源信息技術反饋給工作人員，利于工作人員及時、全面地了解病蟲害情況，并采取針對性措施進行防治［4］。結合以往工作經驗總結分析，采用無人機遙感技術監(jiān)測林業(yè)資源病蟲害，能夠有效提高防治水平，達到減災效果，同時充分滿足了病蟲害“早發(fā)現(xiàn)、早控制”需求。該技術的應用，是我國林業(yè)資源病蟲害防治工作中的一大突破，不僅有效減輕了傳統(tǒng)人工巡查工作強度，還促進病蟲害監(jiān)測、防治工作向智能化、自動化趨勢發(fā)展，有利于促進林業(yè)資源健康發(fā)展。

2.2 調查規(guī)劃的應用

傳統(tǒng)林業(yè)資源調查主要采用空中測試與地表測試相結合方式，需要工作人員利用相關設備和工具獲得樹種、樹高、林地種類等相關信息，這種調查方法不僅需要消耗大量人力、物力和財力，而且調查效率較低。而應用無人機遙感技術，通過高清相機及光譜成像儀，能夠對林業(yè)資源各區(qū)域信息進行準確監(jiān)測，有利于為后續(xù)林業(yè)規(guī)劃工作奠定良好基礎。另外，該技術還可以通過林地資源“一張圖”，將林地以往造林、災害、采伐等信息集中到數(shù)據(jù)庫中，有利于提高數(shù)據(jù)準確性和科學性，從而充分滿足林業(yè)資源數(shù)據(jù)信息動態(tài)化管理需求。

2.3 濕地調查的應用

濕地是自然系統(tǒng)中的重要組成部分，在保護生物多樣性、改善氣候環(huán)境、調節(jié)土壤結構等方面發(fā)揮關鍵作用。將無人機遙感技術應用到濕地調查過程中，能夠充分發(fā)揮該技術空間分辨率較高等優(yōu)勢。例如，國外專家利用新型無人機設備跟蹤拍攝當?shù)匾黄匾獫竦靥J葦入侵和傳播影像。在獲取相關數(shù)據(jù)和信息后，利用統(tǒng)計學對數(shù)據(jù)進行分析和計算，并提出了一種量化蘆葦傳播的有效措施。近年來，我國各地區(qū)在濕地調查過程中也充分應用了無人機遙感技術，為林業(yè)部門精確掌握濕地動態(tài)奠定了良好基礎。

2.4 火災監(jiān)測的應用

林地資源火災隱患屢見不鮮，嚴重制約了林業(yè)資源健康發(fā)展。眾所周知，火災事故毀滅性較高，處理難度較大，在管理方面需要遵循預防為主理念，因此做好火災監(jiān)測工作至關重要。將無人機遙感技術應用到火災監(jiān)測過程中，通過傳感器光波及熱紅外線，能夠及時掌握火災隱患，并精準定位隱患位置，有利于為消防部門采取救援措施提供準確依據(jù)。其應用能夠有效降低火災事故造成不必要的人員傷亡和林業(yè)資源損失，從而為促進林業(yè)健康發(fā)展提供保障［5］。

2.5 森林資源、圖斑監(jiān)測的應用

由上文分析可以看出，通過無人機航拍，能夠實時獲取林木相關信息，這也使得該技術在森林資源調查過程中具備了得天獨厚的優(yōu)勢。通過搭載各種類型的傳感器設備，能夠及時獲取森林系統(tǒng)中的光譜信息，有利于提高森林資源調查效率和質量。在此基礎上，采用后期處理軟件對相關數(shù)據(jù)信息進行處理，還能夠獲得森林系統(tǒng)中樹種、空間分布等各種信息。與此同時，利用無人機空間分辨率高的優(yōu)勢，還能準確反映林分空間結構特征。隨著科學技術不斷進步，利用無人機遙感技術構建模型方式也得到了相應發(fā)展。通過后期處理技術能夠構建單木、區(qū)域林分等三維模型，有利于更好地發(fā)揮森林資源價值。除此之外，無人機遙感技術還能夠對林地變化信息圖斑類型進行認定，主要是通過分析林地信現(xiàn)狀信息、變化信息、分類信息等，確定圖斑類型，有利于為提高林地土地利用率奠定良好基礎。

3 無人機在林業(yè)調查中應用展望

隨著科學技術不斷進步，我國林地調查工作逐漸向智能化、信息化趨勢發(fā)展。傳統(tǒng)林業(yè)資源管理方法已經無法充分滿足林業(yè)發(fā)展需求，而無人機遙感技術很好地改善了傳統(tǒng)方法中的各種問題。雖然我國當前在無人機遙感技術應用方面取得了一定成就，并總結了大量經驗，但仍然沒有充分發(fā)揮該技術的作用和價值，需要專家和學者進一步開發(fā)該技術應用價值。

1）進一步優(yōu)化影像處理水平。無人機航拍離不開軟件系統(tǒng)和硬件設施的支撐。當前，我國林業(yè)部門在林業(yè)資源調查信息處理過程中，仍然習慣使用傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感影像處理技術，欠缺完善健全的無人機數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理系統(tǒng)。因此，在未來發(fā)展過程中，專家和學者可以從完善影像處理方面入手，研發(fā)各種新型產品，從而提高影像處理綜合水平，保證處理結果準確無誤。

2）采用多樣化傳感器設備。現(xiàn)階段，我國較為常見的小型傳感器設備有數(shù)碼相機、視頻攝像機等，其中前者占據(jù)傳感器種類高達80%。結合其航拍效果來看，存在精度欠缺、影像變形等多種缺陷，一定程度上降低了成圖水平［6］。這也意味著，當前的無人機機載傳感器仍存在較為單一的問題，需要專家和學者給予高度重視，并致力于開發(fā)多種類型的傳感器，一方面提高無人機航拍精確度，減少變形問題，提高成圖效果；另一方面拓展無人機應用范圍，使其在林業(yè)資源調查工作中充分發(fā)揮自身作用和功能。

4 結語

林業(yè)資源在我國生態(tài)建設、經濟發(fā)展等方面發(fā)揮了不可替代的作用。但其在發(fā)展過程中，受多種因素影響易產生病蟲害、火災等一系列災害，在一定程度上制約了林業(yè)資源健康生長，不利于提高林業(yè)生產水平。為了做好林業(yè)規(guī)劃設計工作，林業(yè)部門需要通過林業(yè)調查獲取各種信息。為了提高調查結果準確性，對無人機遙感技術應用進行了深入研究，分析其優(yōu)勢及應用價值，旨在為促進林業(yè)穩(wěn)定發(fā)展提供參考。