无人机技术在林业工作中的应用
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摘要：随着无人机技术的不断发展，其在测绘、气象、农业、林业、灾害监测等领域的应用越来越广泛，它解决了低空精准监测、探测和信息采集的问题。而将无人机技术应用于林业工作中，可以提高森林资源调查、火情监测、火灾预防、病虫害防治等工作的效率及准确程度，并有效降低林业相关工作人员工作量，实现对林业资源及林业灾害的实时监测，以及对各类灾害的及时预警。总的来说，无人机在林业工作中的应用，虽取得了一定的成效，但还需要进一步研究和发展。
关键词：无人机技术;林业工作;应用
中图分类号： S763.42 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2019.12.055
随着科技的发展，无人机技术逐渐成熟，并得以在多个领域应用。当前，无人机技术在地图测绘、气象预报、灾害监测、农业生产、林业工作中都得到了广泛应用，对提高工作效率和工作质量，降低工人工作强度，有效预防预警灾害等方面做出了应有的贡献。因此，探讨无人机技术在林业工作中的应用，对促进林业生产和生态保护都具有积极作用。
1 概述
无人机即通过操作程序进行远程操控的无人驾驶飞机。无人机一般飞行构件、远程自动化操作程序、自动驾驶仪器、自动导航系统、无线通信系统等构成。在不同领域的具体应用中，则视工作要求搭载不同的仪器及系统。
无人机具有成本低、能耗小、安全可靠、模块化等优点，无需专用的起落机场，可以随时随地的进行起飞与降落，不受复杂地形的影响。能有效完成很多的传统人工作业，并降低传统人工作业的危险性。因此，无人机技术在很多领域内都得到了广泛应用。
在林业工作中，无人机技术的应用目前主要集中于以下三方面。一是无人机航拍摄影，即无人机搭载高分辨率数码相机、红外扫描仪、光学相机等仪器，进行高空拍摄、遥测、视频摄影等工作;二是无人机喷施，即无人机搭载液体喷施仪器，进行定点、定区喷施作业;三是无人机遥感，即搭载相关摄影及遥感仪器，进行低空遥感，获取空间遥感信息。
总的来说，无人机技术经过实践，证明在多个领域内都具有实用性和先进性，在时效性、安全性、准确性、灵活性等方面，都实现了有效提升。
2 无人机技术在林业工作中的应用
正因为无人机技术具有以上优势，其与林业工作中的部分工作也十分契合，得以在林业工作中的应用逐渐走向纵深，并大大提高了林业工作的效率和精确度，降低了传统人工作业的工作强度。
2.1 在林业有害生物监测与防治中的应用
林业有害生物监测与防治是林业工作中的重要内容之一。随着我国造林工作不断推进，绿化面积的持续增加，以及各种因素的影响，林业病虫害呈现出多发、广發的趋势。而传统的林业病虫害监测与防治主要依靠人工作业，难以实现监测与防治的及时性和有效覆盖。在此背景下，无人机技术的应用有效提升了有害生物的监测和防治水平。
一是林业病虫害的多发生在交通不便、地形复杂的区域，人工作业需要经过长途跋涉，时间长、强度大，难以保证监测和预警的及时性。无人机遥感技术则可以进行较大范围内的及时监测，并对病虫害的发生动态进行全面、及时的反映，实时性强，安全性高，有效减少人力的使用，并能及时反馈信息，使病虫害的防治人员有足够时间进行应急处置。这极大提高了林业有害生物监测与防治的时效性，有利于促进林业经济健康发展。
二是应用无人机技术进行监测，提高了林业病虫害监测的覆盖面。对于人力难以到达的高山、陡坡区域林业资源进行监测时，无人机低空遥感技术和航空测绘技术优势明显，可以快速确定病虫害发生情况及发展动态，及时获取遥感数据。同时，无人机的效率更高，根据实践证明，可以在1天内完成上千公顷的林业病虫害精准监测，这是传统人工作业无法比拟的。
三是虽然无人机监测受气象条件的影响较大，但其低空航拍技术极大地避免了卫星等高空监测手段的弊端，准确度更高，图像信息更清晰，且有利于标记树木的经纬度，降低了人工定位病虫害甚至具体受害树木的位置，有效提高了防治工作的时效性和有效性。
四是在病虫害防治环节中，应用无人机技术可以把无人机作为作业机，在合理的防治方案指导下，携带喷施设备，进行农业喷洒防治作业。这一模式有效避免了林业工作人员与农药的直接接触，并有效减少人力成本，是提高林业生产安全性的有效措施之一。
2.2 在造林工作中的应用
在进行造林之前，需要准确获取造林地区的相关信息，从而制定科学合理的造林计划。在这一环节，应用无人机技术不仅可以准确获取图像信息，进而分析土壤、地形、气象、河流等因素影响，还有利于提高造林质量。而在造林阶段，无人机技术可以实现远程超低量喷洒肥料作业，提高造林效率。
2.3 在森林防火工作中的应用
森林火灾预警和扑救是林业工作的重中之重。因为森林火灾的发生不仅扑救难度大，还会造成巨大的生态损失、经济损失和人员伤亡。传统的森林防火工作主要是依靠工作人员进行实地巡逻，而应用无人机技术，则具有成本低、时效强、及时发现、及时预警、安全扑救等优点。同时，无人机具备多种操作方式，能有效适应火灾的突发性。
无人机在预设路线的监测飞行中，能够通过拍摄图像、热成像技术等，即时传输监测数据，使火情在初发阶段就被发现的可能性大大增加，并确定起火点和火势范围，有利于工作人员及时组织扑救。 而在森林火灾发生时，无需人员到达火场就能够对火灾现场进行监测，使工作人员能够及时判断火情，并寻找被困人员方位，从而实施火灾消防工作和人员求助工作。此外，更有利于对火情蔓延进行科学预判，及时组织人民群众进行转移。
同时，在火灾现场进行扑救和求助工作具有相当的危险性，而无人机可以及时输送救助物资及设备，提高救助效率，并能够为一线消防人员运输设备和物资，保证消防工作的有效进行。
2.4 在森林资源调查中的应用
森林资源调查是林业工作中的一项重要任务。森林资源调查的主要方法包括遥感技术调查、图像调查及抽样调查等，均需要大量工作人员进行实地调查和取样。传统的调查工作中，这需要耗费大量的人力、物力，且调查效率相对较低。应用无人机技术，可以通过无人机遥感技术，快速获取相关区域的空间遥感信息，对区域内的森林资源进行高精度获取和分析，大大提高了调查工作的时效性和精确性，并降低成本。例如，在对野生动物资源监测方面，无人机技术能够实现对物种种群分布、生长情况的即时监测，也有利于进行跟踪监测，并降低了对野生动物的惊扰。
2.5 在植被覆盖监测中的应用
植被覆盖率是林业生态环境评价的重要指标之一，因此，对植被覆盖率进行精确的监测十分重要。传统的监测方法工作量大，精确度较低，难以满足当前工作的需求。应用无人机遥感技术，能够大大减少人工监测的成本和工作强度，同时提高数字影像采集效率，扩大监测工作的覆盖面，并获取分辨率更高的图像资料，提高植被覆盖率监测的准确程度，为林业发展提高更科学的参考数据。
3 无人机技术在林业工作中的应用前景
目前，无人机技术在林业工作中的应用尚处于初级阶段，在图像、视频资料读取，影像绘制，无人机性能及稳定性等方面，还需要持续投入。因此，无人机技术在林业工作中的应用，还需要相关部门及企业加大科研投入和实践验证，以期进一步提高无人机技术水平和应用水平。
一是提高无人机制造水平。当前，我国无人机制造水平得到了快速发展，部分企业的制造水平已经在国际上排于前列。但总体上我国无人机制造技术仍处于发展阶段，尤其是林业工作中所使用的无人机，在材料、续航、稳定性、批量化生产等方面，需要进一步加大投入，以提高无人机的制造水平。无人机技术的应用需要良好的载体，而先进的无人机制造技术则是这一切的基础。
二是推动无人机技术的开发。虽然我国无人机相关技术，如遥感、高分辨率数码相机等已经取得了一定成就，但有些技术仍然与国际先进水平存在不小的差距。虽然无人机技术可以应用于农业、林业等民生领域，但这些技术往往受限于使用领域而只能靠自主研发，因此，需要相关部门和企业不断加大资金投入和科研力量投入，不断提高相关技术的研发水平，使无人机相关技术得到更大范围的应用。
三是加强无人机科研队伍和操作人员队伍的建设。近年来，我国对无人机技术的研发和应用越来越重视，无人机技术研发水平也不断提高，但林业部门应组织相关企业及科研人员，有针对性地建设专业的科研队伍，并培养专业的操作人员队伍，使无人机技术在林业工作中的应用得以顺利进行。各级部门应重视无人机技术在林业工作中的重要作用，对人才队伍和操作人员队伍建设给予大力支持，以更好地服务于林业经济的发展。
参考文献
[1]刘轶，黄婷.无人机技术在林业调查规划设计中的应用[J].农业科技与信息，2016，（36）.
[2]王青山.简述无人机在遥感技术中的应用[J].测绘与空间地理信息，2010，33（03）.
[3]马瑞升，马舒庆，王利平，等.微型无人驾驶飞机火情监测系统及其初步试验[J].气象科技，2008，36（01）.
[4]张园，陶萍，梁世祥，等.无人机遥感在森林资源调查中的應用[J].西南林业大学学报，2011，31（03）.
[5]冯世强.基于GIS/GPS林业有害生物监测数据记录系统的应用初探[J].山东林业科技，2012，42（03）.
[6] 张峰，佟巍，周立冬，刘爱兵.无人机在救援方面的应用及发展[J].中华灾害救援医学，2015，（11）.
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