謝超

摘 要：無人機遙感是以無人機為飛行平臺的。在平臺上安裝各種任務(wù)傳感器以獲取圖像數(shù)據(jù)。并且使用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對所獲得的數(shù)據(jù)進行處理的一項技術(shù)。無人機遙感技術(shù)的出現(xiàn)，為我國的林業(yè)發(fā)展做出了極大的貢獻。本文對無人機遙感在林業(yè)中的應(yīng)用與需求進行分析。

關(guān)鍵詞：無人機遙感系統(tǒng);林業(yè)生產(chǎn);應(yīng)用與需求

無人機最初主要用于軍事領(lǐng)域，然后逐漸擴展到民用領(lǐng)域。隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展和各種新型傳感器的不斷發(fā)展，無人駕駛飛機的性能持續(xù)增加，這使得無人機遙感具有更多的應(yīng)用選擇。

一、無人機遙感系統(tǒng)的作用

無人機遙感系統(tǒng)的運行成本遠遠低于衛(wèi)星和載人飛行器。而且發(fā)射和回收的場地要求低于衛(wèi)星和載人飛機。并且無需租用起?？臻g，日常維護簡單。還有與衛(wèi)星、載人飛機相比，門限較低，易于掌握，大大降低了數(shù)據(jù)采集的成本。無人機航拍時間靈活，可快速到達指定區(qū)域。它可以通過彈射和投擲手從陸地、山坡、海灘和開放空間等各個領(lǐng)域發(fā)射。它可以快速提升并獲得遙感圖像。由于飛行高度低，無人機可以獲得更高分辨率的遙感圖像。圖像的空間分辨率可以達到分米級，可以精確地反映大多數(shù)物體的形狀和顏色。無人機可以利用太陽角的變化在不同時間進行航空攝影，避免出現(xiàn)陰影導(dǎo)致圖像的信息丟失。由于無人機在低空飛行，可以在多云天氣下工作，彌補了衛(wèi)星光學遙感無法通過云層覆蓋獲取的缺點。同時，克服了載人航空遙感對惡劣氣象條件的影響。雖然無人機遙感技術(shù)也受到氣候的影響很大，但是相對于載人航空遙感技術(shù)來說，已經(jīng)有了很大的改善。

1.無人機遙感系統(tǒng)的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的林業(yè)監(jiān)測方法具有一定的局限性。傳統(tǒng)的林地巡視是通過人員或車輛在林區(qū)進行巡視的。而因為人眼可見范圍小，監(jiān)護人的巡視路徑和時間相對固定，所以無論是巡視范圍還是及時性都不能滿足需要?，F(xiàn)階段森林監(jiān)測工作易受天氣和地形條件的影響。例如，多山的地形起伏起伏，云霧較多的地形條件。因此，在使用望塔進行森林火災(zāi)預(yù)警時，存在一定比例的盲點。還有我們也應(yīng)該知道，即使是視頻監(jiān)控，也需要綜合考慮供電、通信、防雷、防盜等一系列技術(shù)和管理因素。技術(shù)要求是復(fù)雜的。由于空間分辨率的限制，衛(wèi)星遙感監(jiān)測只能找到大小相對合適的火點。而且就實際情況來看北方地區(qū)監(jiān)測效果較好，南部地區(qū)多云天氣影響有限。受衛(wèi)星影像采購成本的限制，我國林業(yè)部門目前利用3號衛(wèi)星和高汾-1衛(wèi)星影像資源進行大面積森林資源調(diào)查，主要是由于衛(wèi)星過境時間和云量遮擋等原因，很難同時采集一組節(jié)點的衛(wèi)星圖像，不利于在國家或省一級對森林資源進行年度動態(tài)監(jiān)測。

二、無人機遙感在林業(yè)中的應(yīng)用與需求分析

1.林業(yè)對于相關(guān)數(shù)據(jù)的需求需要無人機遙感。林業(yè)遙感生產(chǎn)應(yīng)用中最常用的數(shù)據(jù)源是光學遙感數(shù)據(jù)，這些無人機使用可見光的無人機相機來獲得具有數(shù)據(jù)和空間分辨率的空中正射影像圖，超越衛(wèi)星遙感技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。森林資源管理中珍貴樹種的保護在生物多樣性調(diào)查和野生動物生境研究中，正確識別樹種具有重要意義，一般情況下我們通常使用樹種識別的光學遙感數(shù)據(jù)，但是這種方法有很大的缺陷，因為這種技術(shù)只能去分類樹種群或簡單地分類為針葉林和闊葉林，但是高光譜遙感數(shù)據(jù)具有豐富的光譜信息優(yōu)勢。我們可以通過檢測不同目標之間的細微光譜差異，大大提高了植被的識別和分類精度，基于高光譜數(shù)據(jù)的混合譜分解方法。我們還可以解決寬帶遙感數(shù)據(jù)提取精度低的問題。此外，高光譜數(shù)據(jù)還廣泛用于森林資源調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測和評估以及森林病蟲害監(jiān)測，因為對于多云多霧地區(qū)，我們可以通過可見光和紅外相機監(jiān)測，但是這樣很難獲得關(guān)于森林的基本信息，而光學遙感反演可以在平坦的表面上進行，從而為林業(yè)生產(chǎn)提供有效的數(shù)據(jù)支持，它不僅可以穿透云和霧，還可以通過植被獲取地表特征以更好地反映地表結(jié)構(gòu)信息。直接獲取地表樹木三維信息的能力在森林高度測量和森林垂直結(jié)構(gòu)信息獲取方面具有獨特的優(yōu)勢，可以為我們帶來極大的便利。可以說，林業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)的需求需要無人機遙感技術(shù)。

2.無人機遙感對于林業(yè)資源調(diào)查的應(yīng)用。隨著管理水平的提高，林業(yè)調(diào)查的要求也越來越高。林業(yè)調(diào)查的最早使用是人工測量的方法。這種方法工作量巨大。由于地理上的限制，許多地方很難檢查，調(diào)查結(jié)果很容易。在20世紀50年代，林業(yè)調(diào)查開始使用航空膠片調(diào)查，但載人飛機受到空域控制和氣候等因素的影響，圖像采集的成本較高;隨著衛(wèi)星技術(shù)和傳感器的發(fā)展，大量的工作現(xiàn)在使用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。由于衛(wèi)星具有固定的軌道和運行周期，有時圖像數(shù)據(jù)采集周期長，并且由于天氣原因難以保證圖像質(zhì)量。因此，無人機遙感已成為繼航空航天遙感技術(shù)之后的又一有力的林業(yè)調(diào)查技術(shù)手段。對于小面積、高精度的林業(yè)調(diào)查，如高要求的規(guī)劃設(shè)計調(diào)查、林分空間結(jié)構(gòu)調(diào)查等，可以利用無人機遙感技術(shù)獲取分辨率高達0.16m的圖像，并能夠清晰地反映圖像，這樣我們就可以精確地獲得只有依靠人工野外調(diào)查才能獲得的一些調(diào)查因子去調(diào)查。外來物質(zhì)的現(xiàn)象，以及利用太陽高度的變化，可以最小化由陰影造成的信息損失。

3.無人機遙感對于林業(yè)的防火與病蟲害的預(yù)防的應(yīng)用。森林火災(zāi)不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，而且對整個森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞也是無法估計的，而且無人機遙感機動靈活的特點，使其在森林火災(zāi)的檢測與救援中更具有優(yōu)勢。當發(fā)生火災(zāi)時，無人駕駛飛機可以靠近火場。使消防指揮部能夠快速部署消防行動，提高消防效率，減少人員傷亡。此外，無人機的航空圖像可用于調(diào)查表面可燃物的類型、組成和負荷，并監(jiān)測可疑火源。森林病蟲害一直被認為是無煙森林火災(zāi)，不僅給森林資源造成巨大損失，而且給生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞。林業(yè)病蟲害的地面調(diào)查數(shù)據(jù)主要依靠固定監(jiān)測點和臨時檢查。工作量大，效率低。特別是對于人口稀疏、交通不便的林區(qū)，常規(guī)方法難以快速檢測出災(zāi)害，不能及時、有針對性地進行檢測。因此，森林病蟲害的監(jiān)測和防治也需要依靠先進的空間技術(shù)?；谛l(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，無人機遙感可以對病蟲害發(fā)生區(qū)域進行更詳細的調(diào)查。在容易發(fā)生病蟲害的季節(jié)和地區(qū)，無人機遙感可用于關(guān)鍵監(jiān)測、病蟲害的早期檢測和早期管理。

三、結(jié)語

綜上所述，我們可以了解到，無人機遙感技術(shù)相對與衛(wèi)星來說，擁有著很大的技術(shù)優(yōu)勢，而且對于我國林業(yè)的生產(chǎn)與病蟲害、火災(zāi)的預(yù)防與森林資源的調(diào)查都有著很大的作用。所以，我們就可以得出一個結(jié)論，努力的去進一步開發(fā)無人機遙感技術(shù)對于我們的林業(yè)發(fā)展是很有必要的。

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