无人机在林业灾害监测中的应用

1、无人机在林业灾害监测中的应用摘要：森林资源是地球上最重要的资源之一，是生物多样化的基础。因此保护 森林资源刻不容缓。加强森林资源监测调查，将森林病虫害以及森林火灾的危险 降低，对于保护森林有着非常重要的作用。无人机技术的应用使得林业调查的效 率和准确率得到了明显的提升。本文就无人机在林业灾害监测中的应用展开探讨。关键词：林业灾害；无人机；引言引言航空监测可对林区进行大尺度、定期、精确监测，相对于卫星监测具有精度 高、成本低以及回访周期短的优势，相对于近地面监测和地面巡护具有获取数据 可靠、实时性强的优点，是一种优势较为突出的林业灾害监测手段。航空监测所 依赖的飞行平台主要有无人机、飞艇、载人飞

2、机等。其中，无人机平台相对于其 他飞行平台具有起降要求低、操作性强、安全性高、损耗低、成本低、可重复使 用等优点。1无人机技术概述无人机技术主要是借助无线遥控设备或者在无人机上搭载小型的计算机控制 系统来操控不载人的飞行设备。相较于其他设备，使用无人机可以有效地降低成 本，也可以完成一些载人飞行器的任务，主要应用于某些载人飞行器所不能或者 不便到达的场所，例如，一些高危场所的勘察和一些受灾地区救助活动以及环境 遥感检测等。在林业调查中，无人机相对于传统的遥感技术，优势主要体现在两 个方面，一是在面对一些突发情况时，无人机具有良好的应对速度，相关工作人 员可以在地面上对无人机进行遥控，及时获取发

3、生场所的信息。二是体现在无人 机优良的机动性上，无人机不需要搭载驾驶员，决定了无人机一般具有较小的体 积，林业调查一般需要出入各种纷繁复杂的场地，无人机在一般情况下对场地没 有很高的要求，可以满足大部分林业调查任务的要求。特别是对于一些受灾地区 灾情的获取可以为救援人员提供数据上的支持。无人机技术可以保障获取到空间 和物体的相关信息的准确性，可以很好地填补大尺度航空技术领域的空白。2无人机技术的优点与传统的实地调查、巡护以及工程作业相对比，利用无人机进行辅助调查、 管理具有成本低、操作灵活、人力物力消耗少的优点。利用无人机进行拍摄的影 像可达厘米级分辨率，并且搭载不同的摄像机即可应用于病虫害识

4、别、火情监测 等多项工作，具有应用范围广的特点。与人工驾驶飞机相比，由于无人机不直接 搭载驾驶员进行飞行，大大降低了驾驶员发生事故的风险，无人机也不需要考虑 驾驶员的生理条件、承受能力、工作时间、生命保障等因素，相比于人工驾驶飞 机减小了飞机尺寸，简化了内部构造，减轻了整体质量，制造成本大幅降低。驾 驶员无需搭乘飞机执行任务，心理、生理负担，操作难度远小于操控有人飞机， 任务准备用时短、完成难度较小以及成功率较高。在飞播造林、森林消防等工作 中，无人机可替代人工驾驶飞机进行高难度、高危险性的空中作业。3无人机在林业灾害监测中的应用3.1在林业有害生物监测与防治中的应用林业病虫害被称为无烟的森林

5、火灾”，给林业生态和经济造成巨大的损失。 林木病虫害具有蔓延迅速、暴发面积大、多发、广发等特点，如何在早期有效监 测预报成为林业有害生物防治中的重要内容。无人机在林业有害生物监测与防治 中主要用于快速检测出病虫害区及早期病虫害区处置等，快速检测、直观显示、 多技术融合为目前的研究热点。利用固定翼型无人机监测松林中因松材线病虫导 致的枯死木，识别精度在80%以上。利用无人机对松林进行监测，绘制出小蠹虫 危害导致的枯死木分布图，统计标注枯死木的数量。对松林监测采用多技术融合 的方法，利用深度学习技术提取无人机航片中的颜色特征，精确划分病虫害发生 区域，为后续寻找病死木原因提供技术支持。在已检测出的

6、病虫害区，无人机还 可以通过超低空作业，对受灾林区采取化学药物防治、生物防治等应对措施，以 及投放种子、施药施肥等恢复措施。采用多旋翼植保无人机，对美国白蛾引发虫 害的林区喷洒药剂防治，实验表明，无人机在距树冠顶端2.5?3.5m、飞行速度为 1.5?3m/s时施药效果最好，通过旋翼下旋气流有利于提高药物的穿透性及喷洒均 匀度。利用无人机投放害虫天敌，通过相克生物来遏制病虫害的暴发，避免了化 学污染和有害物质在生物链上的富集，但由于受天敌生长周期的限制，生物防治 周期稍长。3.2无人机技术在森林调查中的应用传统的林业资源调查首先是根据遥感影像对林地地类进行区划，然后外业调 查人员根据区划结果到

7、实地进行详细的调查，但是区划所使用的影像时间较早， 外业实地调查时地类有可能已发生变化，并且在树林中有时候不能很好地掌握整 个林地小班的资源状况，通过使用搭载高清摄像头的无人机，可快速地实时地查 看到小班全貌，并获取小班优势树种、林分均高、胸径、冠幅等信息，帮助调查 人员获知林地小班的部分林况信息，或是单木的三维信息。林业资源规划设计调 查（二类调查）需要外业调查人员到每个小班中进行因子调查，但是对于一些地形 较为复杂、地势较为险峻、危险性较高的林地，传统的调查方法往往具有较大的 局限性，同时需要较高的调查成本。而无人机在这类型的环境中具有较高适应性， 能够很好地克服地形的影响，帮助外业调查人

8、员高效地获取到指定区域的地域概 况以及林况，同时也保障了调查人员的人身安全。3.3无人机应用于火灾监测火灾是一种常见的森林灾害，火灾的发生给森林带来的危害往往是毁灭性的， 森林中树木集中，植被密度大，一旦发生火灾，依靠现有的技术手段很难对火势 进行控制，一般所采取的办法是减少火灾发生地周围的植被，防止火势进一步蔓 延。森林火灾所带来的危害还体现在救灾工作人员的人身安全方面，森林一般都 没有经过开发，在森林内开展消防工作面临取水难、能见度低等方面的问题，极 易造成相关工作人员的伤亡，即使采用飞行设备辅助其工作，但飞行设备一般都 比较陈旧，加之能见度低，不能很好地保障飞机驾驶人员的安全。无人机技术

9、的 引入，可以有效地减少火灾监测工作中的人员伤亡。在具体的工作中，工作人员 可以借助无人机更好地对火灾情况进行掌控，可以深入火灾腹地，通过在无人机 上负载相应的设备，可以更好地传递火情信息，开展一定的防控工作，促进火灾 扑救工作顺利开展。4发展趋势与应用展望无人机技术本质上是无人驾驶技术的一个分支，在可预见的未来，这将是充 满活力与发展前景的一项技术。随着社会需求的日益增长与技术的不断革新，无 人机将会拥有更高的飞行速度、更长的续航时间，并且向着微型化、多功能化发 展，有人驾驶将会逐步被无人驾驶所替代，无人驾驶技术将渗透到各行各业中。 无人机遥感拥有比卫星遥感更高的影像分辨率以及时效性，而无人机作业则比人 工作业更高效、更安全、更精准。在林业中，无人机将会在森林监测、林业调查、 林政执法等领域发挥越来越重要的作用，随着新技术的加入，林业管理将会越来越规范和科学。结语林业灾害监测需要极高的预测预报准确度，否则出现警情误报漏报会造成极 大的资源浪费或严重的灾害影响。利用人工智能技术、深度学习等新型分类识别 技术，可以提高无人机遥感数据的识别精度，这些技术的引入使得灾害防治朝向 多技术融合的方向发展。参考文献伍小洁，