引論:我們?yōu)槟砹?篇無人機(jī)遙感技術(shù)在林場(chǎng)管理中的應(yīng)用范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
近些年來,由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程快速推進(jìn),森林生態(tài)系統(tǒng)受到一定的破壞,導(dǎo)致溫室效應(yīng)等極端天氣頻發(fā)、生物多樣性急劇下降、森林資源銳減、整體質(zhì)量下降等問題[1]。隨著科技的發(fā)展,無人機(jī)(unmannedaerialvehicle,UAV)技術(shù)逐漸成熟,將無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)工作中,可以提高工作效率及準(zhǔn)確程度,具體表現(xiàn)在森林資源調(diào)查、火情監(jiān)測(cè)、火災(zāi)預(yù)防、病蟲害防治等方面,并能有效減少林業(yè)相關(guān)人員的工作量,實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)資源及林業(yè)災(zāi)害的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。現(xiàn)今的無人機(jī)遙感技術(shù)已取得新的進(jìn)步,在分辨率、時(shí)效、云層下成像和移動(dòng)性能等方面具有高超優(yōu)點(diǎn),在林業(yè)信息采集應(yīng)用中起到了重要作用,特別是在林場(chǎng)應(yīng)用中獲得迅速發(fā)展,例如林場(chǎng)巡查、森林防火、病蟲害監(jiān)測(cè)、森林資源調(diào)查等方面,對(duì)促進(jìn)林業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)都具有積極作用。
1無人機(jī)遙感技術(shù)在林場(chǎng)巡查中的應(yīng)用
人為破壞是造成森林資源損失的主要原因之一,如盜伐林木、毀林開墾等,特別是距離居民區(qū)較近的林場(chǎng)。為了有效進(jìn)行監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握林業(yè)資源的變化情況,林場(chǎng)安排專業(yè)人員且采用多種方式進(jìn)行巡查,但由于受山體遮擋及其它因素影響,導(dǎo)致巡查覆蓋范圍小,難以做到對(duì)森林資源異常情況的全面排查,出現(xiàn)森林資源時(shí)而被破壞現(xiàn)象。而使用無人機(jī)航拍可以實(shí)現(xiàn)巡查范圍大且速度快的目的,同時(shí)可以拍攝實(shí)時(shí)視頻,獲取到毀林行為的證據(jù),從而使破壞森林資源的現(xiàn)象及時(shí)得到遏制。此外,在實(shí)施林場(chǎng)管理工作中,無人機(jī)技術(shù)具有更大的優(yōu)勢(shì):使用無人機(jī)搭載設(shè)備,能快速對(duì)目標(biāo)地塊進(jìn)行正面拍攝,獲得高分辨率的航拍影像,以便于對(duì)被破壞面積勾繪和測(cè)算。相比目視勾繪、GPS測(cè)量、羅盤儀測(cè)量等方法既快又準(zhǔn)確。這種作業(yè)方式能克服惡劣的天氣條件,且適應(yīng)不同的地形環(huán)境,具有較高的時(shí)效性和精準(zhǔn)性,有利于人為破壞森林的損失評(píng)估,為林業(yè)資源保護(hù)方案的制定提供了可靠依據(jù)。
2無人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用
森林資源豐富多樣的。森林資源調(diào)查是對(duì)森林整體情況的測(cè)量或調(diào)研的過程,其中主要包括各種林木資源的數(shù)量、特征及其生長(zhǎng)狀況等,這些因素體現(xiàn)森林的整體特性。傳統(tǒng)林場(chǎng)的調(diào)查手段主要通過人工實(shí)地測(cè)量與數(shù)據(jù)模擬方式進(jìn)行估算,使用的是胸徑尺、測(cè)高器等調(diào)查工具。但對(duì)現(xiàn)代林場(chǎng)資源管理而言,這些操作方法已遠(yuǎn)不能滿足要求。而無人機(jī)則可輕松完成資源調(diào)查任務(wù),主要是通過攝影測(cè)量技術(shù),其速度快、效率高,為林場(chǎng)管理提供了有力幫助。通過無人機(jī)航拍產(chǎn)生的樹冠遙感影像,可估算林木生物量[2],利用無人機(jī)遙感獲取的單木生物量和樹冠面積,可建立樹冠面積模型,進(jìn)而估算樹干生物量。大量研究表明,無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)森林資源管理發(fā)揮著重要的作用,已廣泛應(yīng)用于森林蓄積量監(jiān)測(cè)、森林資源的地上生物量估測(cè)等方面。
3無人機(jī)遙感技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用
森林火災(zāi)對(duì)森林而言是毀滅性災(zāi)害,會(huì)給人類造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在浩瀚的森林中火情的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和撲救,給人們帶來挑戰(zhàn),特別是對(duì)于交通不便或人工巡查不到的區(qū)域,不僅發(fā)現(xiàn)不及時(shí),而且撲救的難度極大。無人機(jī)進(jìn)行林場(chǎng)日常巡護(hù)時(shí),因其搭載先進(jìn)的拍攝設(shè)備,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)森林起火點(diǎn)、復(fù)燃點(diǎn)等情況,以便實(shí)施有效撲救,同時(shí)還有助于災(zāi)后現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和評(píng)估[3]。可見,無人機(jī)巡查森林火情是當(dāng)下最為先進(jìn)的技術(shù)手段。相關(guān)研究表明,無人機(jī)遙感技術(shù)利用自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),已取得護(hù)林防火的顯著成效,是其他任何防火設(shè)備所不能及的。大量實(shí)踐表明無人機(jī)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)作業(yè)和實(shí)時(shí)管理。此外,利用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行森林火災(zāi)識(shí)別也有重大突破,并逐步向智能化無人機(jī)林火識(shí)別技術(shù)邁進(jìn)。
4無人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)病蟲害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
我國松林常年遭受松材線蟲病害的威脅,有時(shí)甚至是毀滅性打擊。但目前尚無有效防治技術(shù),已成為林場(chǎng)管理工作中迫切需要解決的難題。對(duì)此,仍可利用無人機(jī)遙感技術(shù)解決此問題。利用無人機(jī)航拍監(jiān)測(cè)松林枯死樹的動(dòng)態(tài)變化,利用多種光學(xué)影像設(shè)備獲取高精度的航片,再從照片中獲取松材線蟲病不同發(fā)病階段的植被特征,通過這些不同特征,即可有效識(shí)別枯死木[4]。此外也可利用小型無人機(jī)獲取高空間分辨率影像,經(jīng)識(shí)別和分析,可獲得單株疑似病死木位置。 薇甘菊(Mikaniamicrantha)是當(dāng)今世界熱帶、亞熱帶地區(qū)危害最嚴(yán)重的雜草之一,20世紀(jì)80年代傳入我國。由于其繁殖能力強(qiáng)、生長(zhǎng)迅速,對(duì)植被造成巨大的危害,且人工防治成本高,難度大。無人機(jī)遙感技術(shù)可識(shí)別出薇甘菊的爆發(fā)點(diǎn)和爆發(fā)面積,據(jù)此,可制定有效的病蟲害防治方案。
5無人機(jī)遙感技術(shù)在造林與植被覆蓋監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
在進(jìn)行造林之前,為了制定科學(xué)合理的造林計(jì)劃,及時(shí)獲取造林地區(qū)的相關(guān)信息是十分重要的,在這一環(huán)節(jié),應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)獲取相關(guān)信息,對(duì)提高造林質(zhì)量十分有利,無人機(jī)可對(duì)土壤、地形、氣象、河流等因素影響進(jìn)行攝像分析,并獲得相關(guān)信息。在造林過程中,無人機(jī)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程超低量噴灑肥料作業(yè),不僅代替了人工操作,而且還提高了造林效率[5]。植被覆蓋率需要進(jìn)行精確監(jiān)測(cè),因其是林業(yè)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。對(duì)此,傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法不僅速度慢,而且精確度較低。應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù),不僅降低了監(jiān)測(cè)成本和工作強(qiáng)度,同時(shí)還提高監(jiān)測(cè)精度、擴(kuò)大監(jiān)測(cè)工作的覆蓋面。
6無人機(jī)遙感技術(shù)在林場(chǎng)森林管理中的應(yīng)用展望
林場(chǎng)的森林資源管理工作主要包括森林防火、病蟲害防治與監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查以及日常巡護(hù)等內(nèi)容,傳統(tǒng)的管理效率低,成本高,給林場(chǎng)造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。相比之下,利用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行輔助管理,可完全避免傳統(tǒng)管理的缺陷,體現(xiàn)了便捷、高效、覆蓋面廣的優(yōu)勢(shì)。無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用,一改過去林場(chǎng)在森林資源管理方面的困難局面,大大提升了林場(chǎng)的工作效率。然而,無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用對(duì)林場(chǎng)管理人員的專業(yè)要求較高,主要在航拍操作控制、遙感圖像獲取和處理技術(shù)等方面,對(duì)于偏遠(yuǎn)或落后地區(qū)來說,無人機(jī)遙感技術(shù)在林場(chǎng)管理的實(shí)際應(yīng)用仍然受到一定的限制。如何進(jìn)一步提高無人機(jī)性能及在林場(chǎng)森林資源管理中的作用,仍是一個(gè)重要研究方向。
7無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用前景
目前,無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用還不夠成熟,在無人機(jī)性能及穩(wěn)定性、航拍圖像、視頻資料讀取,影像繪制等方面,還有待于提高和持續(xù)投入。因此,相關(guān)部門及企業(yè)需要加大科研投入和深入研究,進(jìn)一步提高無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用水平[6]。具體應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面:一是提高無人機(jī)制造水平。雖然我國無人機(jī)制造水平發(fā)展較快,但總體上其制造技術(shù)仍處于發(fā)展階段,仍需進(jìn)一步研究,提高制造和實(shí)際應(yīng)用水平,尤其是林業(yè)工作中所使用的無人機(jī),需要進(jìn)一步加大投入和研究,主要側(cè)重于材料、續(xù)航、穩(wěn)定性、批量化生產(chǎn)等方面。二是推動(dòng)無人機(jī)技術(shù)的開發(fā)。雖然我國無人機(jī)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)取得了一定成就,但與國際先進(jìn)水平相比,有些技術(shù)仍然存在不小的差距。而且有些技術(shù)往往受限于使用領(lǐng)域而只能靠自主研發(fā),因此,需要加大研發(fā)力度,加大資金支撐,使無人機(jī)技術(shù)得到更大范圍的應(yīng)用。三是加強(qiáng)無人機(jī)科研和操作人員隊(duì)伍建設(shè)。近年來,我國無人機(jī)技術(shù)研發(fā)水平也不斷提高,同時(shí)相關(guān)部門的重視程度也相應(yīng)提高。為了滿足無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)上的廣泛應(yīng)用,應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)科研隊(duì)伍建設(shè),開展相應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn),使無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)工作中大顯身手,以便更好地服務(wù)于林業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]胡健波,張健.無人機(jī)遙感在生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2018,38(1):20-30.
[2]汪小欽.基于可見光波段無人機(jī)遙感的植被信息提取[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2015,31(5):152-158.
[3]楊龍,孫中宇,唐光良,等.基于微型無人機(jī)遙感的亞熱帶林冠物種識(shí)別[J].
作者:劉國松 單位:遼寧省海城市上英林場(chǎng)