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          無人機在林業管理中的應用解決方案

          作者: 時間:2020-10-217609 次瀏覽

          森林是人類社會極其重要的自然資源,是人類生存與發展的基礎。保護好森林資源是人類自身發展的需要。森林是陸地上最為重要的生態系統,能夠防止風沙、凈化空氣、氣候條件、涵養水源、保持水土、維持大氣平衡,保護著地球的生態平衡,是及其重要的資源。保護森林資源,改善生態環境,是生態建設的主要目標,也是林業建設的一項重要內容。

          森林示意

          在林業的生產中,森林火災是嚴重威脅林業生產的重大災害之一,火災會對森林造成嚴重的破壞,不但破壞森林資源,而且制約著林業的可持續發展。如何解決森林防火的問題,成為林業工作的重中之重。

          在林業的執法管理中,毀林開墾、亂占林地,亂砍濫伐,破壞森林資源等違法行為時有發生,如何有效的監測森林資源,并對破壞森林資源的違法行為及時發現并有效取證,也給森林資源的科學化管理提出了挑戰。

          傳統人工巡檢方式,勞動強度大,效率低,且信息獲取不準確,而衛星對森林資源的信息獲取,由于獲取周期長,時效性差,無法滿足實時監控的需求。傳統載人飛機改善了時效性差、人工巡檢的問題,基本滿足實時監測的需求,但在森林火災等環境惡劣的環境下,飛行安全將會受到嚴重威脅,且其受環境、空域等影響較大,維護成本較高,不能滿足林業的日常化管理。尋求一門新的高科技手段應用到森林資源監測、森林防火及林業執法中,已成為林業管理的一項迫在眉睫、亟待解決的重大課題。

          無人機技術,指飛機不需要駕駛員,人在陸地上即可通過程序實現對飛機的遠程遙控。且可通過飛機上帶的任務載荷,如可見光相機、多光譜相機及視頻等傳感器,完成對目標地區的監控。無人機技術具備的成本低、操作簡單、便捷運輸且風險性低等特點,使得其已在國土資源調查、應急救災、城市規劃等諸多領域中得到了突破性的運行與發展。而將無人機技術應用于林業生產,不僅可有效減低人工作業量,還可實現對林業生產各個環節的實時監控,從而有效預防林業火災及意外自然災害等現象的產生,從而提高林業生產的經濟效益。且可提高執法管理人員的技術水平,有效保護森林資源。

          2  無人機在林業中的應用需求

          無人機在林業資源調查,森林病蟲害防護、森林防火,、林業執法管理等方面有獨特的優勢,可對山林快速實施巡查監測能力,獲取森林資源準確信息,及時發現偷盜砍伐森林等違法行為,是林業管理的“空中保護傘”。其具體應用如下

          1)森林資源調查

          森林調查是為及時掌握森林資源的數量、質量和生產、消亡的動態規律及其與自然環境和經濟、經營等條件之間的關系,便于制定和調整林業政策,編制林業計劃,以保證森林資源在國民經濟建設中的得到充分利用。

          林業調查工作量大,爬山涉水困難大,強度高,且一般林業調查周期要求更短,數據要求更精細,無人機遙感系統具備機動、靈活,可快速到達作業區域,受地形、天氣環境影響較小,可實時獲取森林資源的高清航拍數據,基本承擔樣地調查任務的能力。無人機可獲取高分辨率的正射影像,調查人員無需戶外,即可獲取林木類別、分布范圍、面積等準確數據,有效減少外業工作時間,降低勞動強度,提高工作效率。

          森林面積計算

          2)專項調查

          (1)森林病蟲害監

          利用無人機航拍技術,可從獲取的高分辨率影像中,定位枯死木,變色樹,異常林分布,輔助判斷森林健康、受損程度等級,確定林業受病蟲害的影響范圍,面積等情況,具有高效快速,檢測范圍大,識別方位準確,組織實施靈活等優點,尤其對于山高路險等人員難以到達的復雜低于的檢測具有不可替代的優勢。

          病蟲害監測影像圖

          (2)造林面積核查

          通過無人機獲取的高清晰航拍影像上可獲取濕地和荒漠化沙化土地范圍,計算植樹造林面積,株樹,還可通過死亡株樹及總株數獲取計算成活率與死亡率,用于林業管理的成本計算及造林規劃。還可通過正射影像還能定位到需要補植的樹木位置。

          造林航拍圖及地面拍攝圖

          3)森林防火救災

          當林區發生火災時,火場的能見度較低,傳統的載人飛機飛到火場上方,觀察員是無法將火場的具體情況看清楚的,還會給自身飛行帶來危險。無人機搭載相機、視頻等傳感儀則可飛入災區上方,拍攝災區照片或視頻,傳遞給地面救災人員,完成火情偵查和火災探測的任務。而在環境惡劣,可見光相機無法工作時,還可搭載紅外成像系統,其可以克服雨、雪、霧等惡劣的氣候條件限制,在夜晚的時候也可以正常工作;又能夠在火災發生后,穿透濃煙進行捕捉火勢實時狀態,為現場指導撲火工作提供參考。

          紅外成像系統還具備測溫功能,從其成像系統上可獲取溫度異常點,便于火源的即時發現,減少火災發生造成的損失。


          森林火災航拍影像及紅外影

          4)林業執法管

          無人機搭載視頻傳感器、可見光相機,可用于森林資源的日常巡檢,其快速響應能力,可大大提高林業執法部門的作業效率。如在接到盜伐林木案件,可攜帶無人機快速趕到現場,對盜伐林木進行航拍,獲取盜伐濫伐的面積,株樹,加強對非法采伐的監控。

          而在違法征戰林地,毀林開荒等案件中,無人機又可通過航拍影像快速獲取影像圖,分析出森林遭受破壞的地點和程度,以便及時對征占林地,毀林開荒等毀林行為進行糾正和處置。

          森林造破壞圖

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