付卓新 姚銳
摘 要 森林資源既是生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)有機(jī)組成緩解,也是人類(lèi)生存的重要物質(zhì)條件。目前,無(wú)人機(jī)遙感在森林資源調(diào)查當(dāng)中的應(yīng)用日趨廣泛。簡(jiǎn)要介紹森林資源調(diào)查當(dāng)中無(wú)人機(jī)要干的具體應(yīng)用,并探討其中存在的不足,從而為進(jìn)一步發(fā)揮無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的價(jià)值提供參考。
關(guān)鍵詞 森林資源調(diào)查;無(wú)人機(jī);遙感;應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):S757.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):1673-890X(2015)36--02
森林資源調(diào)查是林業(yè)管理活動(dòng)的前提條件,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,森林資源調(diào)查的技術(shù)也越來(lái)越豐富。近年來(lái),遙感技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭迅猛,無(wú)人機(jī)遙感在我國(guó)森林資源調(diào)查當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越重要。
1 森林資源調(diào)查中無(wú)人機(jī)遙感的應(yīng)用
1.1 林業(yè)資源調(diào)查
林業(yè)資源變化情況受到人們的高度重視,因此對(duì)林業(yè)資源進(jìn)行調(diào)查對(duì)保障林業(yè)發(fā)展有重要意義,尤其是調(diào)查森林蓄積量是森林資源源清查過(guò)程當(dāng)中無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)[1]。一方面能夠發(fā)揮無(wú)人機(jī)遙感應(yīng)用價(jià)值,動(dòng)態(tài)把握森林資源變化情況,改善信息獲取的真實(shí)性以及時(shí)效性;另一方面能夠利用無(wú)人機(jī)遙感圖像對(duì)當(dāng)前的森林狀態(tài)及立體覆蓋狀況進(jìn)行真實(shí)體現(xiàn)。此外,無(wú)人機(jī)遙感成像的速度比較快,能夠顯著改善森林資源調(diào)查的時(shí)效性,通過(guò)遙感資料保障調(diào)查質(zhì)量與效率。在林業(yè)資源清查環(huán)節(jié),傳統(tǒng)清查重心是林業(yè)資源面積及樹(shù)種等,無(wú)法有效管理林業(yè)資源中。通過(guò)應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感可以監(jiān)察森林資源內(nèi)部的具體信息,從而客觀全面地掌握森林分布的情況。林業(yè)資源監(jiān)測(cè)的另一個(gè)重要內(nèi)容是監(jiān)測(cè)森林蓄積量,遙感影像信息同森林生物存在一定聯(lián)系。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,森林蓄積量同波譜的比值間存在關(guān)系,因此無(wú)人機(jī)遙感調(diào)查監(jiān)測(cè)森林蓄積量方面有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),一方面能夠借助于遙感數(shù)字影像對(duì)數(shù)據(jù)加以分析,另一方面也能夠精確掌握植被分布的情況,從而做好林業(yè)資源的調(diào)查分析工作。
1.2 森林生態(tài)環(huán)境調(diào)查
森林生態(tài)環(huán)境調(diào)查是生態(tài)系統(tǒng)研究的有機(jī)組成環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞,環(huán)境惡化問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,這在很大程度上影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,不利于貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。通過(guò)應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù),能夠技術(shù)準(zhǔn)確調(diào)查森林資源,掌握森林資源動(dòng)態(tài)變化情況,為生態(tài)保護(hù)提供可靠支撐。同時(shí),無(wú)人機(jī)遙感還能夠準(zhǔn)確估計(jì)樹(shù)種的組成及空間結(jié)構(gòu),借助于無(wú)人機(jī)影像具備的高分辨率特點(diǎn),通過(guò)分析紋理就能夠?qū)?shù)種的組成、林木間或者是樹(shù)種間的空間關(guān)系進(jìn)行估計(jì),這對(duì)于生態(tài)平衡具重要意義。
1.3 森林水文狀況調(diào)查
森林水文狀況屬于森林資源調(diào)查的重要內(nèi)容之一,一方面有利于維持生態(tài)平衡,另一方面能夠在很大程度上發(fā)揮抗旱以及防洪的效果。無(wú)人機(jī)遙感在森林水文調(diào)查監(jiān)測(cè)當(dāng)中有重要應(yīng)用價(jià)值,可以對(duì)森林的水文現(xiàn)象發(fā)生與發(fā)展進(jìn)行動(dòng)態(tài)掌握[2]。尤其是在目前水土流失問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重的情況下,無(wú)人機(jī)遙感在該領(lǐng)域的應(yīng)用需求格外明顯。
2 森林資源調(diào)查中無(wú)人機(jī)遙感應(yīng)用需要解決的問(wèn)題。
實(shí)踐結(jié)果顯示,森林資源調(diào)查過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感有諸多優(yōu)點(diǎn),不過(guò)要想充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),還需要進(jìn)一步解決其中存在的問(wèn)題。
2.1 拼接以及幾何校正
目前,無(wú)人機(jī)使用的幾何校正是多項(xiàng)式校正,其校正的精度往往不夠理想。通常情況下,森林資源調(diào)查如二類(lèi)調(diào)查圖像,精度要求同攝影測(cè)量比較而言要低得多,不過(guò)也需要滿足基本的精度要求。當(dāng)前,無(wú)人機(jī)遙感影像幾何校正問(wèn)題是研究的熱點(diǎn),如果可以實(shí)時(shí)傳輸無(wú)人機(jī)拍攝過(guò)程當(dāng)中的姿態(tài)數(shù)據(jù)并且加載GPS記錄拍攝的位置,同時(shí)聯(lián)合其他的輔助數(shù)據(jù)例如地形數(shù)據(jù),對(duì)于改善幾何精度有重要的幫助[3]。此外,無(wú)人機(jī)大部分使用小型數(shù)字相機(jī)當(dāng)作機(jī)載的遙感設(shè)備,獲取影像數(shù)量多但是像幅小,同時(shí)影像快速拼接方面的技術(shù)也需要進(jìn)行深入的研究。
2.2 升降技術(shù)以及抗風(fēng)技術(shù)
在森林資源的調(diào)查過(guò)程中,主要工作環(huán)境是山區(qū),因此對(duì)要求滑跑以及滑降的大型無(wú)人機(jī)而言,往往無(wú)法找到滿足起降標(biāo)準(zhǔn)低的場(chǎng)地,在不滿足起降條件的時(shí)候勉強(qiáng)起降會(huì)導(dǎo)致大型無(wú)人機(jī)的損壞。同時(shí),使用小型的無(wú)人機(jī)則存在著飛行高度低的問(wèn)題,低空作業(yè)的時(shí)候受風(fēng)向以及風(fēng)速的影響都比較大。通常情況下,提高無(wú)人機(jī)抗風(fēng)性能的方法是加大飛機(jī)的質(zhì)量,不過(guò)起降要求以及載荷限制決定論無(wú)人機(jī)難以無(wú)限制地加重,并且加大載荷也會(huì)帶來(lái)無(wú)人機(jī)的能耗增大[4-7]。因此,解決升降技術(shù)并降低無(wú)人機(jī)的升降要求,改善飛行控制技術(shù)從而增強(qiáng)抗風(fēng)性能以保證平穩(wěn)飛行,是森林資源調(diào)查過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感需要解決的問(wèn)題。
2.3 計(jì)算機(jī)紋理信包分析
森林資源的調(diào)查過(guò)程當(dāng)中,往往需要確定樹(shù)種、密度及直徑等,從而推算出森林的蓄積量。根據(jù)圖像能夠?qū)Υ祟?lèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷與估計(jì),不過(guò)精度受限嚴(yán)重。無(wú)人機(jī)航片分辨率比較高,且紋理信息豐富,通過(guò)使用計(jì)算機(jī)來(lái)分析紋理,有利于實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確估計(jì)[8-10]。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步,近年來(lái),森林資源調(diào)查當(dāng)中無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。目前,森林調(diào)查的數(shù)據(jù)要求日益多元化;同時(shí),對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)效、精度與質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格,因此需要針對(duì)無(wú)人機(jī)遙感的應(yīng)用價(jià)值,不斷解決存在的問(wèn)題,持續(xù)改善森林資源調(diào)查工作的質(zhì)量與效率。
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(責(zé)任編輯:劉昀)