無人機遙感技術(shù)在天然林保護中的運用研究

阿同古麗·艾買拉

（溫宿縣胡楊林管理站，新疆 阿克蘇 843100）

引言

中國國土面積廣闊，擁有豐富的天然林資源，然而經(jīng)過一段時間的亂砍濫伐，林業(yè)資源狀態(tài)逐漸惡化，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略構(gòu)想，黨和政府開始對林業(yè)資源保護提出新要求，并在資金和政策等方面給出了有力支持。在這種情況下，越來越多的新技術(shù)被應用到天然林保護當中，尤其是無人機遙感技術(shù)更是在天然林保護當中發(fā)揮了不可替代的積極作用，加強無人機遙感技術(shù)在天然林保護中的運用研究，具有一定的現(xiàn)實意義。

1.無人機遙感技術(shù)與天然林保護概述

1.1 無人機遙感技術(shù)原理

無人機也可以稱為無人駕駛飛機，其包含有飛行控制模塊和導航定位模塊，因此可在特定區(qū)域內(nèi)進行自主飛行，而無人機遙感技術(shù)，則是一種以無人機設備為基礎、以多種傳感器為信息收集裝置的技術(shù)，能夠準確地獲知遙感數(shù)據(jù)并對這些數(shù)據(jù)進行處理，能夠幫助工作人員更好地了解天然林資源的實際情況。它的優(yōu)越性比較突出，具有應用成本低、應用效率高、飛行靈活、不易受周邊環(huán)境影響等一系列特征，能夠在精準農(nóng)業(yè)、天然林保護等方面發(fā)揮不可替代的重要作用。

1.2 無人機遙感技術(shù)的構(gòu)成

無人機遙感技術(shù)是由地面基站和無人機技術(shù)為基礎的先進技術(shù)，地面基站能夠?qū)o人機的飛行航線進行監(jiān)測、對數(shù)據(jù)進行接收，并能夠根據(jù)軟件的計算結(jié)果控制無人機飛行；無人機則又可以細分為動力裝置、飛行控制器、傳感器和數(shù)據(jù)鏈等部分，常見的動力裝置為汽油發(fā)動機，在清潔能源不斷發(fā)展的情況下，逐漸出現(xiàn)了電池動力無人機，具有更加清潔、不損傷環(huán)境的優(yōu)勢，而飛行控制器是無人機得以自動飛行的核心和基礎，神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)的加入，更是提升了飛行控制的有效性。

1.3 獲取無人機遙感影像的技術(shù)流程

第一，做好前期內(nèi)業(yè)準備。對待監(jiān)測區(qū)的天然林面積、主要樹種進行研究，合理選擇遙感監(jiān)測的天氣，避免在降水天氣、霧天進行作業(yè)，否則可能導致遙感數(shù)據(jù)不準確等問題。航線通常選擇低坡度區(qū)域，保證無人機能夠正常飛行和監(jiān)測；無人機搭載的數(shù)碼相機通常為2000萬像素面陣數(shù)碼相機，具有攝影精準度高的特點。第二，做好外業(yè)調(diào)查。無人機起飛后切換自動飛行狀態(tài)，其上搭載的數(shù)碼相機將自動進行連續(xù)拍攝，地面基站負責對無人機飛行情況進行監(jiān)控，并給出飛行高度、飛行速度等一系列指令，拍攝結(jié)束后切換為人工遙控模式實現(xiàn)穩(wěn)定降落。第三，做好后期內(nèi)業(yè)處理。后期內(nèi)業(yè)處理工作主要包括對遙感影像的拼接處理和天然林信息分析，數(shù)碼相機拍攝的數(shù)字圖像往往存在一定的誤差，且其飛行姿態(tài)的變化會導致飛行圖像的旋轉(zhuǎn)變形等，工作人員需要利用計算機軟件對發(fā)生畸變的遙感圖像進行校正，以獲得準確的遙感圖像。

2.無人機遙感技術(shù)在天然林保護中的運用要點

2.1 無人機遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查工作中的運用

首先，可利用無人機遙感技術(shù)對天然林水文情況進行監(jiān)測。天然林具有涵養(yǎng)水土、避免水土流失的作用，林區(qū)水文情況的變化可能影響到水土保持效果，因此工作人員應對天然林水文情況進行妥善分析，明確水文變化情況。無人機遙感技術(shù)具有高精度的拍攝功能，工作人員可利用無人機的人工駕駛技術(shù)和自動飛行技術(shù)，對天然林林區(qū)的水文情況進行安全高效的監(jiān)測。其次，可有效調(diào)查林業(yè)資源變化。天然林是十分重要的自然資源，林業(yè)管理部門需要對天然林面積等進行準確把握，并以此為基礎做好林業(yè)資源管理方案的規(guī)劃。無人機遙感技術(shù)所拍攝的高清遙感圖像能夠直觀地反映出地面天然林資源的實際情況，工作人員即可借此對天然林的各項指標進行比對和分析，高效完成天然林資源變化調(diào)查工作。與傳統(tǒng)的人力林業(yè)資源調(diào)查方案相比較而言，無人機遙感技術(shù)更加便捷高效，且能夠保證工作人員的人身安全。最后，可借助無人機遙感技術(shù)調(diào)查整個林業(yè)生態(tài)環(huán)境。天然林林區(qū)生態(tài)變化影響著周邊生態(tài)系統(tǒng)平衡，工作人員通過對天然林生態(tài)環(huán)境的研究，即可獲知周邊生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展情況和存在的問題，一旦天然林生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，林區(qū)及其周邊的生態(tài)環(huán)境也必然會受到嚴重的影響。而無人機遙感技術(shù)能夠?qū)α謪^(qū)內(nèi)的病蟲害、植被覆蓋率、植被生長情況等進行準確記錄，工作人員可以此為基礎判斷天然林林區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的問題，并及時采取措施進行補救和處理，確保天然林生態(tài)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，促進和帶動周邊生態(tài)系統(tǒng)的進一步完善。

2.2 無人機遙感技術(shù)在森林防火工作中的運用

在過去的天然林消防安全保障工作中，工作人員常通過地面巡邏、塔臺觀測、衛(wèi)星遙感和飛機巡邏四種方式了解火災情況：地面巡邏，主要是通過工作人員的人工巡查確認森林火災情況，整體工作效率不高且觀測速度慢，在各種先進技術(shù)逐一出現(xiàn)以后逐漸被淘汰；塔臺觀測，主要是森林管護人員登上高塔進行俯瞰，從而第一時間確定森林火災位置等，但是受到視力范圍和林區(qū)地勢的影響，塔臺觀測的范圍比較有限且需要大量人力資源，也逐漸失去應用價值；衛(wèi)星遙感技術(shù)和飛機巡邏這兩種森林防火觀測技術(shù)，雖然具有優(yōu)秀的觀測效果，但是也有應用成本高、定位不準確、不適合高頻觀測的劣勢。而無人機遙感技術(shù)的發(fā)展和進步，則解決了森林防火當中存在的問題，工作人員可借助無人機對天然林林區(qū)森林火災的情況進行準確監(jiān)測，根據(jù)林區(qū)的地勢情況、樹種分布等信息，確認無人機飛行航線，保證無人機遙感技術(shù)的監(jiān)測效果。無人機遙感技術(shù)具有監(jiān)測范圍大、偵查圖像質(zhì)量高的特點，且能夠在長時間的觀測當中穩(wěn)定發(fā)揮作用，同時還具有應用成本低、不需要過多人力資源的優(yōu)勢，能夠從根本上提升森林資源消防安全巡防水平。

2.3 無人機遙感技術(shù)在病蟲害防治方面的應用

天然林是我國森林資源的重要構(gòu)成部分，加強天然林保護顯然具有不可忽視的重要價值，而在這個過程中，病蟲害防治可以說是重中之重，加強病蟲害防治工作，能夠使之免受有害生物的侵蝕?；仡欉^去的天然林病蟲害防治工作不難發(fā)現(xiàn)，常用的化學藥劑防治法會導致環(huán)境污染等問題，與可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設的要求存在一定沖突，而生物防治、物理防治、化學防治并用的綜合防治技術(shù)，開始逐漸進入人們的視野，從根本上提升了森林病蟲害防治的效果。為了達到綜合防治目標，在過去很長一段時間內(nèi)，林業(yè)部門的工作人員都需要定期深入林區(qū)對天然林蟲害情況進行調(diào)查，從而確定林區(qū)是否存在大面積病蟲害問題，但是這樣的人工定期巡查模式顯然不夠合理，林區(qū)內(nèi)復雜的地形條件、惡劣的自然環(huán)境等，都會給林業(yè)部門工作人員帶來巨大的挑戰(zhàn)。而無人機遙感技術(shù)則能夠在天然林病蟲害防治方面發(fā)揮積極作用，借助這一技術(shù)，林業(yè)部門的工作人員不再需要親身深入林區(qū)進行調(diào)查，而是能夠通過對遙感信息的分析了解所需信息，并根據(jù)分析結(jié)果判斷病蟲害的處理方案等，整體工作效率得到了有效提升的同時，工作壓力也大幅度下降，可謂是一舉兩得。從實際應用情況來看，無人機遙感技術(shù)的合理應用，提升了天然林病蟲害防治水平，能夠有效預防和控制病蟲害對林業(yè)資源的破壞。在未來的發(fā)展中，無人機遙感技術(shù)還將與人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等先進技術(shù)相結(jié)合，進一步優(yōu)化天然林病蟲害防治效果。

結(jié)語

天然林指的是天然起源的森林，廣義上可以包括自然形成、人工促成的森林資源，是陸地自然資源的重要組成部分，具有涵養(yǎng)水土、保持生態(tài)穩(wěn)定、保證生態(tài)多樣性等優(yōu)勢功能，加強天然林保護工作，具有一定的現(xiàn)實意義。而以地面基站和無人機組成的無人機遙感技術(shù)，則能夠在天然林保護方面發(fā)揮重要作用，從實際情況來看，它已經(jīng)在林業(yè)資源調(diào)查、森林病蟲害防治、森林防火工作當中扮演了重要角色。在今后的工作中，工作人員可結(jié)合天然林保護實際需求，進一步探索無人機遙感技術(shù)的應用方向。