发布时间：2020-08-15所属分类：农业论文浏览：1次
摘 要： 摘要：进入21世纪后，随着无人机技术的进步，无论是作为低空航拍获取高分辨率影像，还是与激光雷达等传感器搭配使用，都可以很好的适用于森林资源监测。笔者结合多年林业工作经验，深入分析无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的具体应用情况，希望给相关
摘要：进入21世纪后，随着无人机技术的进步，无论是作为低空航拍获取高分辨率影像，还是与激光雷达等传感器搭配使用，都可以很好的适用于森林资源监测。笔者结合多年林业工作经验，深入分析无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的具体应用情况，希望给相关的专业人员提供借鉴和参考。
关键词：无人机;遥感技术;林业资源调查与监测
前言
近几年以来，随着社会对环境保护日益关注，森林资源的开发利用方式由传统的经济利用向环境保护转型，对森林各方面的效益愈发重视，森林资源监测因此也备受重视，另一方面，由于社会需要提高森林资源的监测精度，无人机遥感开始进入森林监测领域。在林业资源调查和监测工作中，无人机遥感技术具有众多优势，推动着现代林业朝精准林业发展和进步。
1无人机重要特点
相对于卫星遥感和传统监测手段，无人机遥感拥有更多的优势，具体表现在以下几个方面：
1.1经济实用
相比起卫星和航空遥感平台，无人机的市场购买价格、飞行以及维护的成本较低。无论是无人机爱好者，还是相关部门单位都有足够的资金购买无人机来进行航拍工作。
1.2应急飞行
当发生自然环境危害或重大污染的事件发生时，工作人员只需要在地面远程操控无人机便可以对目标高危险区域进行航拍，并不需要专业的飞行员来进行操控，利用无人机进行航拍工作不仅可以对灾害区域的变化状况进行实时监控，第一时间反馈污染区域的具体情况，还能够采集空气样本，对工作人员制定抢救措施提供了帮助。
1.3机动灵活
无人机重量较轻，进行工作时不受环境影响，对场地要求不高，灵活性较强，能快速响应紧急的航拍任务。绝大多数飞行任务的是在一千米以下的空中执行的，通常情况下不需要特别申请空域，可以在不同的地区进行实时监测工作。
1.4遥感影像清晰
因为工作时的飞行高度较低，所以遥感影像的空间分辨率能够达到的范围是几厘米至十几厘米，和传统的卫星遥感影像相比，有了非常大的提升。可以通过对航拍影像进行观察分析，进而分辨出各种地类，包括草地、乔木以及灌木，为林业资源检测提供了极大的帮助。
2 无人机在林业资源调查与监测中应用
森林是地球之肺,是生物圈不可或缺的一部分，它在大气循环、储存水资源、净化环境、保护生物多样性等方面有着十分重要的作用。我国自然环境丰富，地势复杂，一些强度大、风险高的工作，例如林业调查、病虫害防治和火情监测等都需要人工进行实地勘察。而无人机遥感技术能够进行大范围巡视工作，而且能够获取的信息量也足够大，因此无人机遥感是一种能够替代人工来进行林业调查工作的好方法。近几年来，随着相关技术的发展和进步，我国通过利用卫星遥感影像，再结合人工判读技术以及影像自动提取技术，在火情监测、病虫害防治、资源调查等一系列的林业工作中取得了一定的进步。
2.1在调查规划中的应用
在以往的林业调查工作中，必须以人作为调查主体界定林地地类、树种、胸径、树高、蓄积、核查营造林与林地征占用的情况等信息，需要工作人员前往实地进行勘察工作。而无人机在搭载高清相机或者高光谱成像仪以后则可以灵活地提供目标区域高清的影像信息，能够协助林地调查的工作的进行。国外科学家通过往无人机上安装小型化定位传感器以及4层激光雷达平台，顺利地对森林的变化情况进行动态监控。我国的有关技术人员也开发出了一种基于无人机航拍影像技术，并融合了地理信息技术能够调查森林资源的系统，它不仅能快速而精确地提取航拍影像信息，还可以将林地调查情况信息化。此外，另一批技术人员也通过往无人机上安装非测量相机成功实现了对北京十三陵林场进行了航拍，得出了树高和林场面积等数据，成功修正了航拍和实测树木信息之间的偏差，实现了对林木信息的精准测量。
不仅如此，无人机还可以能够把最近几年的造林、砍伐、征用等情况记录到“一张图”数据库里，辅助林业单位年度变更工作，可以有效提高有关数据的准确性以及实时性。
2.2在病虫害监测中的应用
林业病虫害长期以来一直是阻碍林木生长的一大危害。传统的解决方式主要是依靠人工来进行实地勘察，进而完成对病虫害的检测和防治工作，但是这种方式的调查的难度大而且工作的风险和强度都很高，而且容易因为地形复杂等原因严重影响了调查的范围和准确性。近些年来，林业病虫害检测工作采用了高光谱遥感技术，顺利实现了对病虫害的大范围检测。然而，卫星平台会影响到高光谱技术，导致其运行周期长，获取影像所需的成本高，从而使得该技术的推广与应用停滞不前 。
相关期刊推荐：《中国农业文摘·农业工程》是国家新闻出版广电总局首批认定的学术期刊，由教育部主管，中国农业大学主办的国家级农业与农业工程类科技期刊。本刊刊载国内外农业与农业工程主要文献精华，以报道文摘与原创论文的方式及时反映农业与农业工程学科的科研成果、发展趋势、前沿动态及农业工程新技术，并对国内外农业工程实用技术、新产品等信息进行及时报道。
在安装了高光谱仪或者可见光相机等测量设备之后，无人机能够对多种树种病害进行预防与监控。国外科学家就通过将多波段成像传感器安装到无人机上来研究柑橘黄龙病，并观察530-900nm波段数据以及七个植被指数数据，可以准确识别树木是否患有黄龙病。而我国一批技术人员则利用安装了双光谱相机的无人机获取了松树的病虫害监测的遥感影像，十分具有创造性地提出一种加权小波支持向量描述以及特征稀疏表示的影像识别方法，可以在辨别松鼠的病虫害信息方面非常有效。除此之外，无人机还可以通过搭载喷雾器，来对目标区域树木喷射农药，进行灾害防治，提升了工作效率，节约了劳动力。
2.3在火灾监测中的应用
因为森林火灾的突发性强，而且破坏力大，所以很难对其进行防护和救援工作，而在众多的自然灾害中，它是对森林生长影响最恶劣的一种。95%的森林火灾是出于人为因素产生的，主要是因为人们用火不慎。在林业经营管理的日常工作中，林业火情的监控是非常关键的一个环节。想要及时扑灭火源，就需要救援人员能够及时赶到现场。传统的森林火情检测工作主要由两种方式，分别是人工巡护以及卫星监测。但是人工的形式容易受到气候以及地形等自然因素的影响，不仅缩小了巡护的地区，还降低了巡护的效率。卫星遥感监测的效率主要取决于时间分辨率以及遥感空间分辨率。而卫星监控也存在缺点，那就是过境时间较为固定以及获取图像耗费的时间较长，信息具有滞后性，不能实现实时监控，所以很难依靠它来发现早期火情。
无人机因为具有机动性强、灵活性高、耗时较短、精确度高等特点，从而顺利实现了对人为用火区的实时检测，并反馈火情，对于消防队伍扑灭火情提供了极大帮助。林业防火无人机一般都会搭载红外成像仪或者高清相机来对火灾防空区实行监控。因为传统的火灾监测方式能够监测的范围小，而且成本高，所以有关技术人员从视觉显著性着手，利用无人机进行林区拍摄，与候选林火区、特征融合与分类、阈值判断等流程相结合进而对林区火情有一个清楚的认识，得到火情位置、火灾发生的面积以及蔓延速度等重要的信息，迅速地解决了林火监测问题。
2.4在湿地调查中的应用
湿地生态系统是自然界中不可或缺的一部分，对生物多样性的保护有着重要的作用，同时它在调节区域气候、保持水土等各种方面也发挥了很大的作用。对于人类而言，湿地资源也是十分重要的。随着无人机技术的发展和普及，许多专家和技术人员都使用无人机对湿地进行观察和研究。例如，我国的科研人员就利用无人机技术来对沈阳市蒲河城市湿地进行了航拍，并成果获取了遥感映像，并对比通过地面调查得出的二数据，向人们展示了无人机技术的精确性，为城市旅游业的湿地景观规划工作提供了必不可少的数据。而另一批技术人员也通过搭载了可见光相机和高光谱仪的无人机成功获取了福建省三沙湾地区滩涂地区互花米草的可见光和多光谱影像，以可见光影像为参考，采用NDVI指数为模型计算出多光谱影像的植被覆盖度，取得了良好效果。
2.5在森林资源滥砍滥伐监测中的应用
随着天保林工程、公益林工程的落实，国家在森林资源的保护和管理方面投入了许多资金，这类森林资源是严禁采伐利用的。而有些人不顾法律的约束，擅自砍伐公益林或天保林，对森林资源造成了一定的破坏。采取传统的巡山的方式，工作效率低，工作强度大，且不一定能发现破坏森林资源的现象，无人机的应用就减少了这类现象的出现。
结语
综上所述，随着我国社会经济水平的不断提高以及科学技术的不断进步，林业也朝着现代化的方向发展，而以往林业监测与调查手段消耗的时间长、工作强度高而且精准性较差，已经成为了林业发展的阻碍，正在被逐步淘汰。时间分辨率较低的航空遥感与难以获取的航天遥感数据更是很大程度上影响林业监测的效率，无人机技术的出现以及发展刚好能够弥补这方面的缺陷。——论文作者：梁广 莫焕雄
SCISSCIAHCI
