無(wú)人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用探討

陳豐惠

摘 要 我國(guó)幅員遼闊，森林面積達(dá)2億多公頃。森林資源在陸地生態(tài)系統(tǒng)中占有非常重要的地位，是陸地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要保障，同時(shí)也是人類可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源，因此，有效的森林資源管理是保障生態(tài)系統(tǒng)、健全安全生態(tài)格局的重要措施。結(jié)合黨和國(guó)家在“十七大”報(bào)告中提出的“建設(shè)生態(tài)文明”指導(dǎo)思想，進(jìn)行科學(xué)有效的森林資源管理也是建設(shè)美麗新中國(guó)、促進(jìn)人類綠色發(fā)展的重要方法。因此，對(duì)森林資源進(jìn)行有效管理是保障自然生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，維持人類經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要工作。基于此，分析森林資源的現(xiàn)代化管理中，無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞 無(wú)人機(jī);森林資源管理;應(yīng)用策略

中圖分類號(hào)：F326.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.26.036

我國(guó)傳統(tǒng)的森林資源管理過(guò)程中采用人工巡檢的方式進(jìn)行管理。這種管理方法具有人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、信息獲取不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)，而且人工管理過(guò)程中存在著工作疏忽以及對(duì)部分區(qū)域管理不到位的現(xiàn)象，導(dǎo)致我國(guó)森林資源在管理過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題。因此，為了進(jìn)一步提高森林資源的管理效果，將無(wú)人機(jī)應(yīng)用到森林資源管理中是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)和現(xiàn)實(shí)工作的必然需求。

1 無(wú)人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 無(wú)人機(jī)的環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)

無(wú)人機(jī)是指無(wú)人駕駛的小型飛機(jī)，在使用無(wú)人機(jī)的過(guò)程中不需要考慮駕駛員的安全問(wèn)題，因此避免了因駕駛員而導(dǎo)致的限制性因素。如在森林深處氣候條件惡劣的地區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，在這些人力所不能到達(dá)以及氣候條件極端惡劣的區(qū)域，采用無(wú)人機(jī)能夠代替人類完成相應(yīng)的工作任務(wù)，在新時(shí)代“以人為本”的發(fā)展理念下實(shí)現(xiàn)了人員 “零傷亡”的目標(biāo)。因此，無(wú)人機(jī)借助其環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，為部分特殊區(qū)域的森林資源管理作出了重要貢獻(xiàn)。

1.2 無(wú)人機(jī)配置多元化且應(yīng)用靈活

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)階段研究的無(wú)人機(jī)在自身體積、負(fù)載以及維護(hù)等多方面具有一定優(yōu)勢(shì)，尤其是無(wú)人機(jī)能夠進(jìn)行多元化配置，靈活負(fù)載完成森林資源管理過(guò)程中所需的物質(zhì)，搭載多種不同的設(shè)備，完成各項(xiàng)森林資源管理任務(wù)。而且，現(xiàn)階段的無(wú)人機(jī)多采用平臺(tái)化和模塊化設(shè)計(jì)，在應(yīng)用其完成任務(wù)時(shí)可根據(jù)實(shí)際森林環(huán)境以及任務(wù)目標(biāo)靈活進(jìn)行平臺(tái)調(diào)整，發(fā)揮無(wú)人機(jī)的多元配置優(yōu)勢(shì)[1]。

1.3 無(wú)人機(jī)獲取的信息精準(zhǔn)度較高

在森林資源管理過(guò)程中，傳統(tǒng)的人力資源管理造成的誤差較大，因?yàn)槿肆Y源存在著嚴(yán)重的自主性，因此在管理的過(guò)程中具有一定困難。而借助無(wú)人機(jī)進(jìn)行信息獲取，具有信息準(zhǔn)確、精準(zhǔn)度高的重要優(yōu)勢(shì)。尤其是現(xiàn)階段隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、信息網(wǎng)絡(luò)以及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，借助無(wú)人機(jī)設(shè)備可將4G、5G、無(wú)線電通信技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)用，從而將現(xiàn)場(chǎng)采集到的森林資源信息及時(shí)、正確回饋給數(shù)據(jù)中心，使得森林資源管理過(guò)程中的信息獲取更加準(zhǔn)確。同時(shí)，無(wú)人機(jī)還能準(zhǔn)確地接收由森林資源管理中心發(fā)出的各項(xiàng)命令，結(jié)合各項(xiàng)命令準(zhǔn)確無(wú)誤地執(zhí)行相應(yīng)的森林資源管理任務(wù)。

1.4 無(wú)人機(jī)管理具有低成本高收益的優(yōu)勢(shì)

在進(jìn)行森林資源管理過(guò)程中，對(duì)比傳統(tǒng)的人力資源管理和傳統(tǒng)的飛機(jī)應(yīng)用，無(wú)人機(jī)的造價(jià)更低，而且在操作過(guò)程中具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)用靈活、風(fēng)險(xiǎn)低、成本低的重要特點(diǎn)。而且，通過(guò)地面程序?qū)o(wú)人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，可使無(wú)人機(jī)在運(yùn)輸、信息獲取、森林資源監(jiān)測(cè)以及管理的過(guò)程中充分發(fā)揮作用，完成多項(xiàng)森林資源管理任務(wù)，既節(jié)約了人力成本，又節(jié)約了傳統(tǒng)管理模式中其他設(shè)備的運(yùn)用成本。通過(guò)應(yīng)用無(wú)人機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)森林資源的有效管理，而且在應(yīng)用過(guò)程中具有低成本、高收益的優(yōu)勢(shì)。

2 無(wú)人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用

2.1 運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行森林資源調(diào)查

森林資源調(diào)查是森林資源管理中的重要內(nèi)容，可以借助無(wú)人機(jī)聯(lián)合森林資源測(cè)量技術(shù)、測(cè)速原理、遙感技術(shù)、抽樣技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)手段，將森林資源中的樹木數(shù)量、樹木種類、分布、樹木的生長(zhǎng)力等多種情況進(jìn)行有效調(diào)查，從而獲得準(zhǔn)確的森林資源數(shù)量，充分把握森林資源在成長(zhǎng)與消亡過(guò)程中的動(dòng)態(tài)比例關(guān)系，有效反映出某區(qū)域的森林資源成長(zhǎng)自然條件、經(jīng)濟(jì)條件等，并對(duì)森林資源情況進(jìn)行有效評(píng)估，準(zhǔn)確反映出森林資源的調(diào)查結(jié)果，為林業(yè)進(jìn)行森林資源經(jīng)營(yíng)管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持[2]。借助無(wú)人機(jī)能夠?qū)ι仲Y源中的樹干高度、樹木位置、胸徑、郁閉度、樹葉面積指數(shù)以及樹木間隙率等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，并對(duì)森林中的生物量、樹木蓄積量、覆蓋率進(jìn)行測(cè)量，調(diào)查森林的密閉程度、不同數(shù)目的樹林組成、林地地表、DEM等多項(xiàng)參數(shù)，并將各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，最終建立成森林三維模型，為林業(yè)管理部門監(jiān)測(cè)和管理森林資源提供數(shù)據(jù)資源。

2.2 應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行森林病蟲害防治

森林資源管理過(guò)程中不僅需要詳細(xì)掌握森林的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資源，為森林資源的發(fā)展與規(guī)劃作出指導(dǎo)，同時(shí)也要密切監(jiān)測(cè)森林資源生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的病蟲害，對(duì)森林樹木、林木種苗以及木材、竹材等進(jìn)行相應(yīng)的病害和蟲害防治。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，我國(guó)森林資源在發(fā)展過(guò)程中面對(duì)8 000多種森林病蟲害的威脅。在進(jìn)行病蟲害防治時(shí)，可以應(yīng)用無(wú)人機(jī)搭載多光譜儀進(jìn)行病蟲害巡查和防治，有效完成森林病蟲害的防治工作。借助無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)能力，可以對(duì)大面積的森林資源開展無(wú)遺漏的巡查和監(jiān)測(cè)，通過(guò)調(diào)整增益參數(shù)保障其在不同的光照條件下準(zhǔn)確反射森林資源圖像和相關(guān)數(shù)據(jù)，然后再將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞到森林資源的數(shù)據(jù)分析中心，進(jìn)一步分析出無(wú)人機(jī)所巡查區(qū)域是否存在病蟲害威脅，同時(shí)結(jié)合本地森林病蟲害的防治方法和原則，對(duì)所巡查區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)一部署、科學(xué)治理，提高對(duì)森林資源的病蟲害防治效果。通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載多光譜儀能夠準(zhǔn)確反映出林業(yè)的生長(zhǎng)信息，觀測(cè)到樹木生長(zhǎng)區(qū)域的地理環(huán)境。同時(shí)，也可利用無(wú)人機(jī)對(duì)已經(jīng)受到病蟲害影響的森林資源進(jìn)行農(nóng)藥噴灑，完成森林病蟲害防治過(guò)程中的高難度、高強(qiáng)度作業(yè)，提高森林資源的病蟲害防治效果。

2.3 應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行森林防火

森林火災(zāi)對(duì)自然資源的破壞性較大，一旦發(fā)生大型森林火災(zāi)，會(huì)對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。在進(jìn)行森林火災(zāi)防控過(guò)程中，借助無(wú)人機(jī)技術(shù)搭載紅外和可見光高清相機(jī)，可對(duì)森林資源的重點(diǎn)火災(zāi)區(qū)域開展巡查，并結(jié)合無(wú)人機(jī)運(yùn)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)建陸空一體化森林防火體系，提高森林火災(zāi)的防治效果。當(dāng)森林資源出現(xiàn)火災(zāi)以后，借助無(wú)人機(jī)搭載的紅外和可見光高清相機(jī)能夠準(zhǔn)確了解到著火點(diǎn)位置、熱點(diǎn)、火場(chǎng)輪廓、火場(chǎng)面積以及火勢(shì)的蔓延速度和蔓延趨勢(shì)。通過(guò)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用獲取有效信息，避免了人力資源的消耗及火災(zāi)對(duì)人類生命安全的威脅，同時(shí)能夠更準(zhǔn)確、更直觀、更迅速地獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，為森林滅火作出準(zhǔn)確及時(shí)的指導(dǎo)，促使消防人員能夠快速撲滅火災(zāi)[3]?，F(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的森林火災(zāi)無(wú)人機(jī)預(yù)警系統(tǒng)主要是集紅外成像技術(shù)、GPS技術(shù)、數(shù)字圖像傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多項(xiàng)高新技術(shù)于一體的技術(shù)體系，可在飛行至目標(biāo)森林上空800～2 000 m時(shí)采用紅外成像技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，完成對(duì)森林火災(zāi)的預(yù)防和監(jiān)控，為林業(yè)管理提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2.4 應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行林業(yè)執(zhí)法

當(dāng)前，導(dǎo)致森林資源受到破壞的原因大多為人為因素，如人類的濫砍濫伐造成森林資源急劇減少、人為因素導(dǎo)致森林資源出現(xiàn)火災(zāi)等。因此，在進(jìn)行森林資源管理過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)一步完善林業(yè)執(zhí)法途徑，提高執(zhí)法效果，防止人為破壞對(duì)森林資源造成影響?？赏ㄟ^(guò)應(yīng)用無(wú)人機(jī)來(lái)進(jìn)行森林資源巡查，幫助森林公安及時(shí)制止和糾正森林違法行為，有效提高森林資源的管理效果。通過(guò)無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行定位跟蹤、高空喊話、警告制止等，輔助林業(yè)工作人員阻止相關(guān)的破壞森林資源的行為。此外，借助無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍，還可以測(cè)量盜伐樹木的面積和株數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)毀林占地等行為，為森林資源管理提供及時(shí)有效的信息。

3 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)是集遙控技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、紅外設(shè)備以及通信技術(shù)為一體的新型設(shè)備，具有輕小、便攜、飛行穩(wěn)定、云臺(tái)承載靈活等多種優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到森林資源的管理中能夠充分彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理方式的不足，尤其是對(duì)于森林資源的調(diào)查、造林面積的核查、森林防火防災(zāi)以及森林執(zhí)法方面具有應(yīng)用靈活、效率高、獲取信息準(zhǔn)確、成本低的重要優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用到森林資源管理中具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：趙中正）