无人机护林巡检实施方案-LSJ-2019022-六视角科技

六视角科技内部资料17/24无人机森林防护实施方案(六视角科技)（编号：LSJ-2019022）编制：重庆市六视角科技服务有限责任公司2019年11目录任务目标分析基于无人机的森林防护需求分析传统的森林防护林区巡护工作内容无人机巡护的优势林区巡护方案林区常规巡护林区警情巡护林区病虫害监测森林资源测算林区应急处置飞行器与设备护林需求协调项前期准备任务实施成果分析提交成本核算任务目标分析森林是陆地生态系统的主体，是维护自然界生态平衡的关键因素。以森林为主要经营对象的林业，是培育、保护、利用森林资源，推进国家生态建设，促进人口、经济、社会、环境和资源协调发展的基础性产业。然而，森林火灾、森林病虫害、毁林开垦、乱占林地、乱砍滥伐等森林资源遭受的破坏给林业造成难以估量的损失；每年，林业部门的林区防火减灾巡查、森林病虫害防治、森林资源调查、林业行政执法、营造林核查、林地征占和林木采伐侦查、枯死木调查、森林健康状况调查等监测工作需要投入大量人力和财物。如何有效的监测森林资源，给森林资源的科学化管理提出了挑战。如若单纯使用人工方式巡护，费时耗力且因为大部分林区的自然、地理条件相对比较恶劣，使得人工巡护方式暴露出诸多不便和局限，势必影响林业主管部门对林区的管理效果。无人机具备高空、远距、快速、自行作业的能力，可以大范围、高清度对林区进行快速拍摄。对林区周边环境进行调查，查看分片林区是否遭到破坏；对林区进行热成像的快速摄像和监测，可远程探测是否有火灾、人为破坏；能够准确实施林区面积测算、各类林业数据采集；因此可以做好防火减灾巡查、林业行政执法、林地征占和林木采伐侦查等工作。基于无人机的数据采集，补充了传统人工、卫星遥感测算方式的不足。通过对获取的影像进行处理,能快速定位到厘米级精度位置，相对卫星遥感测量的精度更高更准确,为营造林核查、枯死木调查、森林资源调查等管理工作提供有力支持。通过将遥感技术植入到无人机中，对林区进行监控，进而了解森林健康状况，判断病虫害疫情，为森林病虫害防治作好调查工作。我公司还可使用固定翼、旋翼机、直升机、植保无人机等飞行器对森林虫害实施药物喷洒，相对人工防治更高效、更安全。基于无人机的森林防护需求分析传统的森林防护传统的森林防护工作通常以人工巡护作为主要手段。巡护人员沿线路巡视，检查可视范围的林区及有限的地表环境。不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区和跨越江河的林区巡查，所花时间长、人力成本高、困难大，某些林区人工巡查方法目前还难以完成。森林防火：传统的森林防火一般是人工巡查，或者直升机巡护。人力巡查耗时耗力，且不能做到全面监测。目前的森林防火设备一般只安装在输电线路杆塔或其它至高点上，此类设备只能监测指定区域。直升机防火巡护不仅成本高，涉及军民航空域申请而不易实施。在传统风俗祭祀时期的上山扫墓祭祖高峰时段，活动在林区或林区附近的人员大幅增加，火源防控难度明显加大。森林病虫害防治：工作人员在虫灾增殖期、猖獗期、衰退期需要大面积长时间调查；根据前一年病虫发生情况和越冬代确定调查对象，在预设的规划虫情踏查线路、监测点进行监测，完成森林病虫情调查统计，整理分析森林病虫情。这种病虫害监测方式存在天然的短板，监测点与监测点之间存在一定的空白区。森林资源调查：森林资源连续清查的一类调查大都采用以固定样地为基础的连续抽样和遥感图片卫星判读的方法，其布设样地数量、林分与单株树木晒查的全面性有较大限制。以调查“各类林地的面积，各类森林、林木蓄积，与森林资源有关的自然地理环境和生态环境因素，森林经营条件、前期主要经营措施与经营成效”为主要内容的二类调查，以及林业基层单位为满足伐区设计、抚育采伐设计等需要而进行的三类调查，均是通过对林区面积大小和林分同质程度进行调查，从而对林木蓄积量和材种出材量作出测定和计算。传统森林资源调查存在的问题有：成本高、效率低。耗费大量人力、物力，调查的结果精度不高。例如在密集林区的很多调查难以合并实施，限制了点差的开展，效率低。雨季和高温天气也会给森林资源调查工作带来了更多困难，急迫需要改进森林资源的调查方法。抽样调查样地需要提高数量，更多的样地抽样会更准确。森林资源二类调查小班蓄积不能保证每个小班调查的蓄积量都能达到精度要求；数据时效性差。林业行政执法、林地征占和林木采伐侦查：对违法行为固定证据难，涉及野生动植物的案件不易及时发现，发现之后抵达现场时间长、取证难。枯死木调查、营造林核查、森林健康状况调查：成本高、效率低，耗费了大量的人力、物力。此外，林区巡护工作管理方面也存在一些难点：1.无法客观、方便地掌握巡护人员巡护的到位情况；2.林区状况无法更直观、准确的存档、调用。林区巡护工作内容1宣贯宣传国家林业政策及法律法规，宣传公益林管理规定、森林防火知识等2枯死木调查、森林健康状况调查筛查形成小规模的枯死木地点，测算枯死木规模范围，协助病虫害防治和森林资源调查工作3林业行政执法、林地征占和林木采伐侦查制止乱采乱挖乱捕乱猎国家和省级重点保护野生动植物，协助森林公安依法收缴采挖猎捕工具和野生动植物；制止人为破坏森林资源行为4防火制止在林区违章用火行为，及时清除林火隐患，发现火情及时报告并协助当地政府扑灭森林火灾，协助执法部门对火灾案件进行查处，森林高火险期要在责任区进行全天候巡查；特别是传统祭祀时期的上山扫墓祭祖高峰时段的巡护5病虫害防治规划虫情踏查线路图、监测点分布图进行巡护监测，查找疑似病虫害片区并进行抽样监测，协助林业主管部门搞好调查与防治工作；对病虫害片区进行药物喷洒进行防治6森林资源调查、营造林核查调查各类林地的面积，调查各类森林、林木蓄积，调查与森林资源有关的自然地理环境和生态环境因素，调查森林经营条件、前期主要经营措施与经营成效，作好林木采伐管理7应急支持协助林业执法、火灾扑救、严重病虫害的应急处置由上述可见，林业管理工作项目多、任务重。只有引进新方法与新技术，才能更有效的监测林区，实施森林资源的科学化管理。无人机巡护的优势大大提高林业管理效率。对于几十、上百平方公里，甚上千平方公里的林区，若由巡护人员人工巡护，需要大量人力，花费十几天，甚至几十天来完成，而由无人机巡护，同样的工作量在几天、十几天时间便能完成数据获取和分析。在营造林核查、荒漠化监察、林业执法、灾害评估等方面，无人机不仅满足了调查技术要求，又能够减少野外作业时间。高效安全的森林防火。①快速定位火点；利用无人机机载的红外和可见光摄像机监测森林火灾，将火点、热点显示在地面站的数字地图上，经过识别系统确定是否是火点，进行精确火点定位，第一时间提供火场地理坐标（经、纬度）。②快速确定火情；无人机在火场上方飞行，可将火场的轮廓、面积、蔓延速度等数据实时传回地面，为扑火指挥提供可靠信息，提高灭火作战效率，防止救火人员伤亡。③为消防部队提供最佳撤离路径；及时通知消防人员撤离危险地区，根据火场图像资料为消防人员提供最佳撤离路径。消除人工护林的安全隐患。对于地形复杂的林地，人工巡护时，巡护人员安全得不到有效保障，可能面临人身安全威胁，使用无人机巡护可基本消除这类隐患。护林精度高、实用性高。无人机可以部分替代人工现地调查，在保证调查准确性和地类识别精度的同时，减轻调查人员的劳动强度，还可以利用热成相技术、遥感技术实施人工不能实现的巡护任务。提高调查效率和质量。无人机可以实时获取森林资源高清航拍数据，基本具备承担届中样地调查任务的能力，能够辅助森林资源年度出数、一类清查和二类调查工作。能够避免局部林区漏检。受到复杂地形条件的影响，人工巡护不易或无法完成的，应用无人巡护能予以解决。成本低。无人机在低空、超低空实施监测，对地快速实时巡察监测，在车、人无法到达地带的林业资源测绘、森林火灾预防及救援指挥等方面具有独特优势。影像数据存档，便于调用分析。无人机飞行获取的巡护数据是影像数据，可进行电子存档，非常方便调用分析。林区巡护方案基于上述森林防护需求以及林区基础数据收集的需要，制定以下五种无人机林区巡护方案，一是林区常规巡护，二是林区警情巡护，三是林区病虫害监测，四是林区资源测算，五是林区应急处置。林区常规巡护林区日常巡护是指使用无人机宣贯林业政策、法律法规，或者筛查规模化枯死木地点、测算枯死木规模范围。无人机搭载高音喇叭，根据实际需求设定路线，宣传国家林业政策及法律法规，宣传林区管理规定、森林防火知识等；搭载高光倍摄像机拍摄林区，筛查初步规模化的枯死木地点，测算枯死木范围，形成影像资料，协助管理单位实施病虫害防治。林区警情巡护林区警情巡护是指利用无人机在林区上方侦查乱采乱挖乱捕乱猎、人为破坏森林资源、林区违章用火等行为，协助森林公安依法收缴采挖猎捕工具、野生动植物，及时前往制止违法行为。及时发现并清除林火隐患，发现火情及时报告，并协助扑灭森林火灾，协助执法部门对火灾案件进行查处。森林高火险期可在责任区进行全天候巡查；特别是传统祭祀时期上山扫墓祭祖高峰时段。林区病虫害监测林区病虫害监测是指按照尽量小的网格片区巡护监测，筛查出疑似病虫害片区。做好病虫害调查与防治工作；也可以对病虫害片区实施药物喷洒进行防治。森林资源测算森林资源测算是指调查各类林地的面积以及各类林木蓄积，调查与森林资源有关的自然地理环境和生态环境因素，调查营造林情况。采集所需基础数据，支持林业产业可持续发展。林区应急处置林区应急处置是指当林区出现火情、严重病虫害以及发生乱采乱挖乱捕乱猎、人为破坏森林资源、林区违章用火等情况，人员无法及时赶赴现场时，无人机抵达现场，传回实时画面，掌握现场情况，协助林业主管部门的应急准备工作。鉴于应急工作的特殊需要，无人机可悬停摄影，协助后方人员能够从不同角度看清现场情况，指导现场应急处置。飞行器与设备CW-15固定翼无人机CW-15纯电动垂直起降固定翼无人机系统，能够垂直起降、全自主飞行。全自主飞行的降落精度在10cm以内，满足各种林区监测路线、监测点的设置，其最大续航时间可达2.5小时。T-EZ固定翼无人机该机型为电动无人机，起飞重量可达5KG，最大巡航速度能够达到75公里/小时，续航时间120分钟以上。能够实施双镜头或者单镜头倾斜摄影或者垂直拍摄，适合护林航拍工作。DOP-SV360固定翼无人机该机型巡航速度为65-75km/h，采用SV360型无人机，可完成150km以内的巡护要求。获取高清正摄影像，全面反映区域内地面元素相关信息；可实现整个区域的全过程高清摄像，实现整个巡视区域的动态信息搜集；可实现常规的巡视作业、拍照控制及飞行过程中飞行器各项指标的实时回传和人机交互，并实现每个架次的飞行数据保存。QL1200（1500）工业级无人机该多旋翼机飞行速度达30km/h，可完成40km以内的巡护需求。抗风性强，能适应严酷的作业环境；采用2.4G/5.8G双频远距离传输系统,长波长、抗干扰能力强,传输稳定可靠且超视距传输，完全满足林区出现的病虫害、资源测算、警情、应急等保障工作。M600专业级六轴飞行器M600搭载传输系统可使图像超视距传输，可以对相关林区进行实时侦查，特别是一些环境比较恶劣的区域，对相关警情、动态变化等情况实时监测，能为防火、病虫害高清图片取样、违法行为侦查提供准确信息，为科学决策提供依据。可搭载多光谱成像仪生成多光谱图像，直观全面地监测林区林木质量状况。侦察型四旋翼机DOP-SV360-61型无人机，该机型飞行速度达36km/h，可完成10km以内的紧急情况侦查需求。可满足林区各类应急处置工作，人员无法及时赶赴现场时，利用无人机抵达现场，传回实时画面，掌握现场情况，必要时可搭载高音喇叭，进行高空宣传。可半空悬停，使后方人员能够从不同角度看清火情、病虫害、违法行为的现场情况，更好指导现场应急处置。Inspire2专业跟拍无人机Inspire2拥有良好的机动性，速度可达54km/h。精准悬停、障碍物感知、返航智能躲避障碍物等诸多强大的智能特性可以精准拍摄各个死角地带且能自动躲避障碍物。能够识别人、自行车、汽车、轮船等不同尺寸和运动速度的物体，做到准确追踪。高清图传系统远距离有效传输，满足远程排查林区周边可疑人员的非法行为。拍摄、喷洒设备能够观察超远距景物细节，获取清晰的现场信息图像；能够满足取证、病虫害采样、枯死木面积与林木蓄积测算；可自动识别烟雾、火情等高温区并发出警报；可在光线微弱的环境，获得高清晰度图像，对病虫害种类进行远程高清拍照取样；具有穿透能力强、探测距离远、可识别隐藏目标、温度检测及昼夜可视等优势，能在不利气候环境下识别目标，对乱采乱挖乱捕乱猎、人为破坏森林资源的行为人进行精确识别并跟踪。护林需求协调项确定客户巡护需求。确定林区巡护方案。是否有计划外紧急巡护。组建服务团队，协调巡护车辆、临时办公场所。其他协商事项。前期准备工作空军、民航审批与空域申请计划；资料准备：巡护目标任务资料表，见附件1；巡护需求沟通；巡护线路规划；目标飞行计划文案：见附件2；巡护设备准备：见附件3；其他器材准备：见附件3；巡护制度培训与安全教育培训。任务实施巡护进度计划基于我公司对林业巡护的经验、理念与服务意识，所采用的先进监测方法和手段，我公司有能力完成林业主管部门指定的林区巡护任务。首先，接收任务后，本公司将派驻专业人员了解任务目标、巡护需求；其次，派驻管理人员和技术人员现场核查任务目标情况，了解周边环境及注意事项；最后，根据目标任务及现场情况，会商制定具体的目标飞行计划文案。需求会商、现场勘察时间：2019年月日—日（a天）巡护路线、重难点初次会审时间：2019年月日—日（b天）现场协调时间：2019年月日—日（c天）确定起降平台、规划巡护线路时间：2019年月日—日（m天）计划开始巡护前会审时间：2019年月日—日（2天）计划开始巡护日期：年月日人员劳力分配工种按巡护阶段任务用工需求会商、现场勘察阶段巡护路线、重难点初次会审阶段现场协调会阶段确定起降平台、规划巡护线路阶段巡护阶段公司管理人员（空域协调员）11111主飞手\云台手11101安全管理员11001质量监督员0000合计（阶段）3a2b2cm1095合计（年）（每天每人计为1人次）(1107+m+3a+2b+2c)人次实施飞行根据飞行计划文案，依据实时情况实施巡护飞行。以安全第一、保证质量为准则执行飞行任务，确保任务圆满完成。快速复检每飞行一个架次后，拷贝航拍资料进行现场快速阅览，对照任务目标，