無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)與GIS數(shù)據(jù)處理在林業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

榮澤山，王愛(ài)博

（撫順罕王傲牛礦業(yè)股份有限公司，遼寧撫順113125）

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度非常迅猛，能非常高效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。1970年之后，建立了森林資源數(shù)據(jù)庫(kù)，森林調(diào)查的技術(shù)方法越來(lái)越先進(jìn)。建國(guó)后我國(guó)就開(kāi)始了森林進(jìn)行資源調(diào)查工作，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。尤其是近年來(lái)，先后采用了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感等最先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，對(duì)我國(guó)現(xiàn)有森林資源情況給予最全面的調(diào)查和分析，建立和健全了最新的森林資源調(diào)查的3個(gè)級(jí)別的體系。三類(lèi)調(diào)查設(shè)計(jì)是全國(guó)林業(yè)各個(gè)基層單位為滿(mǎn)足伐林任務(wù)而進(jìn)行的林業(yè)工作任務(wù)，是林管局或森工企業(yè)按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定指定的森林經(jīng)營(yíng)方案或總體設(shè)計(jì)之后的采伐施工圖設(shè)計(jì)。它的工作內(nèi)容分為伐區(qū)區(qū)劃、小班調(diào)查、生產(chǎn)工藝或作業(yè)設(shè)計(jì)、工程勘測(cè)設(shè)計(jì)、木材生產(chǎn)或更新造林成本預(yù)算、編制調(diào)查設(shè)計(jì)文件等。

1 無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)相較傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感在及時(shí)性、便捷性、經(jīng)濟(jì)性上均有極大優(yōu)勢(shì)。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)主要分為外業(yè)正投影像采集和內(nèi)業(yè)影像處理兩部分。其中，外業(yè)采集主要是使用無(wú)人機(jī)對(duì)待測(cè)區(qū)進(jìn)行正投影影像采集。因無(wú)人機(jī)飛行高度有限，所以拍攝的面積較小，需要較多張照片處理合成整體測(cè)區(qū)的遙感數(shù)據(jù)。因此，采集時(shí)需保障相鄰航線正投影像圖重疊率在40%以上，航線方向正投影像圖重疊率在60%以上。內(nèi)業(yè)影像處理主要是通過(guò)專(zhuān)業(yè)的無(wú)人機(jī)影像建模軟件對(duì)采集的外業(yè)正投影像進(jìn)行工作上照片對(duì)齊、影像校正、建立三維模型及紋理建設(shè)等工作。最終導(dǎo)出測(cè)區(qū)的正投影像和三維數(shù)據(jù)，便于后期在GIS系統(tǒng)中結(jié)合使用。

2 GIS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

GIS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及地理信息系統(tǒng)是對(duì)地理信息的數(shù)據(jù)處理、整理、分析和應(yīng)用的整體信息化系統(tǒng)。對(duì)于林業(yè)中林地的管理有極大的應(yīng)用價(jià)值。GIS系統(tǒng)主要是數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、信息錄入、數(shù)據(jù)整理以及數(shù)據(jù)分析等。根據(jù)需要的管理內(nèi)容建立數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于點(diǎn)線面所需要體現(xiàn)的數(shù)據(jù)內(nèi)容完善屬性關(guān)系。在信息錄入時(shí)將無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)處理好的三維數(shù)據(jù)與正投影像數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，校正時(shí)應(yīng)注意坐標(biāo)系的選擇。校正后的影像數(shù)據(jù)就可以作為制圖依據(jù)進(jìn)行小班區(qū)劃、地籍管理等相關(guān)信息的錄入工作。錄入時(shí)應(yīng)注意信息的完整性和對(duì)應(yīng)性以便于后期的數(shù)據(jù)分析工作。建立好完整的數(shù)據(jù)庫(kù)后就可設(shè)置相應(yīng)的分析工作，如林地類(lèi)型的統(tǒng)計(jì)分析、林地蓄積變化情況分析，以及面積、長(zhǎng)度、坡比等地形數(shù)據(jù)的分析工作，并可根據(jù)需求生成三維全景視圖，更加直觀地展現(xiàn)林區(qū)現(xiàn)實(shí)情況。

3 無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

以往林業(yè)遙感主要是衛(wèi)星遙感和飛機(jī)遙感。衛(wèi)星遙感我國(guó)主要依靠資源三號(hào)（ZY－3）和高分一號(hào)（GF－1）衛(wèi)星。衛(wèi)星受周期和數(shù)量的影響，只有在過(guò)境時(shí)才能進(jìn)行拍攝采集，且需要有天氣窗口期。我國(guó)夏季多陰雨天氣，這就對(duì)遙感拍攝的時(shí)間有了很大的限制，拍照周期也因此大大增加，很難達(dá)到短期的影像對(duì)比。由于衛(wèi)星飛行高度高拍攝的影像清晰度也就比較低。飛機(jī)遙感，主要以飛機(jī)為載體，進(jìn)行遙感拍攝。拍攝工作前需要申請(qǐng)航線，并且需要專(zhuān)業(yè)人員駕駛。飛機(jī)飛行需要較多人員配合完成，飛行成本也相對(duì)較高，性?xún)r(jià)比極低。

無(wú)人機(jī)林業(yè)遙感主要是應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行拍攝工作。無(wú)人機(jī)售價(jià)低廉，投入成本低和大量部署。其體積也大大減小，模塊化程度高，小巧靈活便于攜帶安裝使用方便。無(wú)人機(jī)飛控軟件也十分成熟，操作簡(jiǎn)單，對(duì)飛控人員要求相對(duì)較低。無(wú)人機(jī)飛行高度低，不容易受到云層的影響，拍攝的影像分辨率也較高，能達(dá)到厘米級(jí)。

以往GIS使用的主要是衛(wèi)星和飛機(jī)采集的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)更新不及時(shí)，清晰度也較差，很難達(dá)到較好的應(yīng)用效果，因此，也使其不能完全發(fā)揮出作用。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)作為靈活的搭載平臺(tái)，具有任務(wù)載荷多樣化、起降作業(yè)局限性低等優(yōu)勢(shì)，在與激光雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)合之后，可以滿(mǎn)足大面積田間作物三維表型數(shù)據(jù)的采集，與傳統(tǒng)的高分辨率相機(jī)、高（多）光譜成像傳感器等相互補(bǔ)充，在農(nóng)作物的調(diào)查、監(jiān)測(cè)、管理等方面，能夠提供多源數(shù)據(jù)作為支撐。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)和GIS管理系統(tǒng)相結(jié)合使用，是充分的將3S系統(tǒng)中的兩大系統(tǒng)相銜接，從而達(dá)到對(duì)林地管理的及時(shí)更新，細(xì)化統(tǒng)計(jì)以及電子化管理。遙感影像的直觀性，GIS管理系統(tǒng)極強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)能力體現(xiàn)出了信息化對(duì)林業(yè)生產(chǎn)的重要作用。無(wú)人機(jī)作為新興事物以極快的速度發(fā)展，加速了GIS信息化管理在林業(yè)系統(tǒng)中的發(fā)展進(jìn)程，對(duì)林業(yè)現(xiàn)代化有著深遠(yuǎn)影響。