劉天嬌

摘 要：信息時(shí)代背景下，無人機(jī)遙感技術(shù)得到廣泛發(fā)展，采用無人機(jī)遙感先進(jìn)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)各項(xiàng)資源的快速、準(zhǔn)確調(diào)查，提升林業(yè)資源在我國發(fā)展過程中的重要價(jià)值和作用。傳統(tǒng)林業(yè)各項(xiàng)資源調(diào)查受人為因素、環(huán)境因素影響，實(shí)際調(diào)查工作中精度低，不能實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)調(diào)查”。依據(jù)林業(yè)的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，來加大對(duì)林業(yè)資源的保護(hù)和開發(fā)力度，采用無人機(jī)遙感技術(shù)具有成本低廉、操作靈活、安全性高等優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)小區(qū)域精準(zhǔn)的資源調(diào)查，將無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到林業(yè)資源調(diào)查中，對(duì)未來林業(yè)發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感技術(shù);圖像處理;林業(yè)資源監(jiān)測;林業(yè)資源調(diào)查

伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國在無人機(jī)遙感技術(shù)方面的研究也越來越深入。當(dāng)前，我國的無人機(jī)遙感技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展和完善，而將其運(yùn)用于林業(yè)生產(chǎn)過程中，在有效降低工作量、節(jié)省人力物力消耗的基礎(chǔ)上，還可以全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)測林業(yè)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，從而極大的保障監(jiān)測信息的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、有效性，并且有效防范各種自然災(zāi)害問題，從而提高林業(yè)資源的經(jīng)濟(jì)效益，將其無人機(jī)遙感技術(shù)運(yùn)用于林業(yè)生產(chǎn)過程中，能迅速并準(zhǔn)確獲取大量信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林高效、全面監(jiān)控，節(jié)省不必要的人力、物力投入，并且有效防范各種自然災(zāi)害問題，從而提高林業(yè)資源的經(jīng)濟(jì)效益，以期推動(dòng)其在林業(yè)資源生產(chǎn)過程中的良好應(yīng)用。

一、無人機(jī)遙感技術(shù)的概述

1.無人機(jī)遙感的簡介

無人機(jī)遙感技術(shù)是指利用無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。它具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，而費(fèi)用成本較低，用途多樣。無人機(jī)遙感技術(shù)是以無人飛行器為核心的搭載遙感、圖像傳感等設(shè)備的工作系統(tǒng)，其以無線電和GPS支持，運(yùn)用CPS系統(tǒng)來準(zhǔn)確獲取目標(biāo)相關(guān)信息，并且在GIS技術(shù)的協(xié)助下，來實(shí)現(xiàn)其與3s技術(shù)的有效融合，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、高速獲取林業(yè)資源調(diào)查和森林防火監(jiān)測，為相關(guān)工作提供便利。

2.無人機(jī)遙感技術(shù)的工作原理

無人機(jī)感應(yīng)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操作的無載人飛機(jī)，它以無人飛行器為平臺(tái)，搭載多種不同的遙感傳感器獲取遠(yuǎn)程空間遙感信息，通過電子信息技術(shù)加工處理后，按照一定精度要求制作出正射遙感影像。無人機(jī)根據(jù)預(yù)先的設(shè)定相關(guān)參數(shù)，參數(shù)設(shè)置完畢后，以無人機(jī)自駕系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)飛行，需要情況下，也可切換成手動(dòng)控制飛行，飛行中無人機(jī)數(shù)據(jù)和地面指揮中心數(shù)據(jù)互通，無人機(jī)航拍圖像信息能夠?qū)崟r(shí)傳遞給地面指揮中心，指揮中心根據(jù)圖像和工作需求，可調(diào)整無人機(jī)航行軌跡。數(shù)據(jù)后處理是將無人機(jī)技術(shù)加以利用，發(fā)揮數(shù)據(jù)最大化價(jià)值的步驟。國內(nèi)成熟的無人機(jī)數(shù)據(jù)后處理平臺(tái)是PixelGrid，其可以實(shí)現(xiàn)遙感影響技術(shù)一體化處理，將無人機(jī)航拍高分辨率圖像收集、顯示、分析、儲(chǔ)存、應(yīng)用等集為一體。運(yùn)用數(shù)據(jù)后處理軟件獲取DSM、DOM、DEM、CHM、3D Model等，獲取一系列數(shù)據(jù)信息后，可利用Envi、Solapp、ERDAS、AreGIS軟件平臺(tái)處理多光譜數(shù)據(jù)，將無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到林業(yè)資源調(diào)查和森林防火監(jiān)測中。

二、無人機(jī)在林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測中的應(yīng)用

近年來，人們加大了對(duì)林業(yè)資源變化趨勢的關(guān)注和研究力度，在這種形勢下，加強(qiáng)對(duì)林業(yè)資源的調(diào)查，無人機(jī)遙感技術(shù)具有非常重要的意義，有助于推動(dòng)林業(yè)資源的進(jìn)一步發(fā)展。

1.在林業(yè)資源調(diào)查中的應(yīng)用

在調(diào)查森林資源的過程中，將無人機(jī)遙感技術(shù)充分運(yùn)用于研究森林的蓄積量，是當(dāng)前無人機(jī)遙感技術(shù)的重點(diǎn)應(yīng)用方向。在應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)來調(diào)查森林資源現(xiàn)狀時(shí)，需充分借助無人機(jī)遙感技術(shù)，來掌握森林資源的動(dòng)態(tài)變化狀況，促使獲取的各項(xiàng)信息更加準(zhǔn)確和真實(shí);此外，還可依靠無人機(jī)遙感技術(shù)的圖像處理技術(shù)，來充分展現(xiàn)森林的現(xiàn)狀和覆蓋情況。而且無人機(jī)遙感具有較快的成像技術(shù)，它可以確保當(dāng)前開展的森林資源調(diào)查活動(dòng)，具有更高的時(shí)效性，而且通過運(yùn)用 和分析遙感資料，可以極大地提高調(diào)查的效率，確保調(diào)查的質(zhì)量。采用以往的調(diào)查方式來清查林業(yè)資源時(shí)，大都注重對(duì)林業(yè)資源的面積及類型的清查，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)資源的集中、高效管理。而應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)來監(jiān)測森林資源，可以清楚地了解其內(nèi)部的各項(xiàng)信息，從而據(jù)此來把握森林的分布概況。此外，還可以利用無人機(jī)遙感技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)森林蓄積量的有效監(jiān)測，遙感影像信息與森林生物之間具有相關(guān)的聯(lián)系。而有關(guān)試驗(yàn)也充分證明，森林蓄積量與波普之間存在著一定的比值關(guān)系，因此，運(yùn)用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)森林蓄積量的有效監(jiān)測，一方面可以充分發(fā)揮遙感數(shù)字影像技術(shù)的作用，來科學(xué)、有效的分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息，另一方面，也可以據(jù)此來了解植被的分布概況，從而更加準(zhǔn)確的調(diào)查和分析林業(yè)資源情況。

2.在監(jiān)測病蟲害中的應(yīng)用

近年來，我國在林業(yè)資源方面取得了較大的進(jìn)展，促使其建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，資源類型也更加完善和豐富，然而就其生態(tài)系統(tǒng)來看，還仍然處于一種相對(duì)薄弱的情況，其中有多種因素影響了林木的正常生長情況，而病蟲害作為一種比較嚴(yán)重的影響因素，為了確保林業(yè)資源的正常生長，需加大對(duì)病蟲害的監(jiān)測和防治力度。運(yùn)用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以更好地監(jiān)測林業(yè)中的病蟲害，并且在可見光相機(jī)裝置的搭載作用下，可以針對(duì)所監(jiān)測的區(qū)域，來有效監(jiān)測出其中的松線蟲等病蟲害，并且發(fā)揮一定的預(yù)警。例如，在運(yùn)用低空多旋翼無人飛行器時(shí)，可以搭載多波段成像傳感器，來研究林業(yè)資源中的柑橘黃龍病，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)該病蟲害的有效辨別和監(jiān)測，可以分析位于波段范圍530nm至900nm之間的數(shù)據(jù)，及與植被相關(guān)的指數(shù)數(shù)據(jù)等來完成。而且在準(zhǔn)確識(shí)別該病蟲害后，為了及時(shí)、有效的防治林木的此種病蟲害，可以將相應(yīng)的農(nóng)藥噴霧器懸掛在林木上。

3.在監(jiān)測森林消防中的應(yīng)用

森林火災(zāi)具有較大的破壞作用、較強(qiáng)的突發(fā)性，而且在其救援和防范方面，也具有較大的難度，從而嚴(yán)重制約了森林的正常生長。在經(jīng)營和管理林業(yè)資源時(shí)，對(duì)于林業(yè)火情的監(jiān)測和防范，是一項(xiàng)非常重要和必要的工作。因此，在針對(duì)一些經(jīng)常發(fā)生森林火災(zāi)的林區(qū)，可以充分發(fā)揮無人機(jī)遙感技術(shù)的作用，來實(shí)現(xiàn)對(duì)森林火災(zāi)的有效預(yù)防和準(zhǔn)確預(yù)測，并且也可借助這種技術(shù)，來科學(xué)評(píng)估發(fā)生森林火災(zāi)后的現(xiàn)場情況。

（1）利用無人機(jī)遙感技術(shù)來有效勘察和監(jiān)測森林火災(zāi)。在具體實(shí)踐的過程中，無人機(jī)可以準(zhǔn)確探測到發(fā)生火災(zāi)的具體位置，并且掌握其火災(zāi)覆蓋范圍，從而將發(fā)生火點(diǎn)的準(zhǔn)確位置及時(shí)上報(bào)，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警和警告。

（2）可以利用無人機(jī)遙感技術(shù)來獲取相應(yīng)的空間遙感圖像，并確保其包含紅、綠、藍(lán)三種顏色，即RGB，然后通過運(yùn)用轉(zhuǎn)換技術(shù)，在森林火災(zāi)圖像的基礎(chǔ)上，獲得HSV空間，其中包含色相、飽和度及亮度，然后在徑向基函數(shù)的作用下，來準(zhǔn)確識(shí)別森林火災(zāi)，其精度高達(dá)87%，從而表明運(yùn)用無人機(jī)遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)森林火災(zāi)的有效預(yù)測。

（3）在判斷森林中有無火災(zāi)存在時(shí)，可以在無人機(jī)遙感技術(shù)的熱成像數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的協(xié)助下，通過運(yùn)用其形成的視頻圖像及相關(guān)的灰度閾值，來準(zhǔn)確探測其中的火災(zāi)位置。

（4）在無人機(jī)遙感技術(shù)的作用下，可以得到火災(zāi)發(fā)生前及發(fā)生后的圖像，然后得到其相似度閾值，如果該數(shù)值大于0.08，即可認(rèn)為該地發(fā)生了森林火災(zāi)，否則，則沒有火災(zāi)情況的存在，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的自動(dòng)化和智能化識(shí)別。此外，還可以借助無人機(jī)遙感技術(shù)，來有效分析林業(yè)區(qū)域發(fā)生火災(zāi)后的情況。

4.在提取相關(guān)林地生物量信息中的應(yīng)用

在調(diào)查林地資源時(shí)，還可以運(yùn)用無人機(jī)遙感技術(shù)來拍攝樹冠，促使其形成樹冠的遙感影像，然后借此來測量和估算林區(qū)內(nèi)的所有生物量信息。在無人機(jī)遙感技術(shù)的運(yùn)用下，可以獲得分辨率較高的影像，以便對(duì)林區(qū)內(nèi)的單木生物量進(jìn)行有效估算，然后依靠面向?qū)ο蟮姆诸惙绞?，可以在分析遙感圖像的基礎(chǔ)上，來獲取單木樹冠的面積大小，然后根據(jù)測量的胸徑大小，來創(chuàng)建相應(yīng)的模型，最后在樹干面積和相關(guān)生物量經(jīng)驗(yàn)方程的作用下，來得出樹干的生物量信息，這即是無人機(jī)遙感技術(shù)在提取森林生物量信息方面的應(yīng)用。運(yùn)用傳統(tǒng)的衛(wèi)星影像技術(shù)所獲得的相關(guān)生物量信息，由于其具有較低的影像分辨率，因此測得的數(shù)據(jù)具有一定的不確定性，無法有效保證其測量精度，而應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)所獲得影像，具有較高的分辨率，因此，可以比較準(zhǔn)確的反演所測區(qū)域內(nèi)的森林生物量信息。

綜上，無人機(jī)遙感技術(shù)作為一種重要的監(jiān)測工具，在我國的林業(yè)生產(chǎn)中具有非常重要的價(jià)值和應(yīng)用前景，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)生產(chǎn)狀況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和分析，并且通過對(duì)數(shù)據(jù)信息的有效處理，來促進(jìn)其更好的生產(chǎn)和發(fā)展。而且通過人工作業(yè)，無法有效林業(yè)資源調(diào)查和監(jiān)測工作，人工成本高，效率低，且無法迅速掌握全局。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢的推動(dòng)下，當(dāng)前的林業(yè)生產(chǎn)也逐漸朝著信息化、自動(dòng)化等方向發(fā)展，因此，通過運(yùn)用無人機(jī)遙感技術(shù)，來獲取相關(guān)的林業(yè)參數(shù)，有助于更好地開展對(duì)林業(yè)資源的研究。為此，相關(guān)研究工作者需加大對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)的研究和創(chuàng)新力度，不斷改進(jìn)其中的缺陷和不足之處，從而充分發(fā)揮其在林業(yè)資源調(diào)查和監(jiān)測方面的重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]史潔青， 馮仲科， 劉金成. 基于無人機(jī)遙感影像的高精度森林資源調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2017， 33（11）：82-90.

[2]徐譽(yù)遠(yuǎn)， 胡爽， 王本洋. 無人機(jī)遙感在我國森林資源監(jiān)測中的應(yīng)用動(dòng)態(tài)[J]. 林業(yè)與環(huán)境科學(xué)， 2017， 33（1）：97-101.

[3]張艷楠. 無人機(jī)遙感在林業(yè)中的應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)， 2017， 40（6）：77-78.

[4]張紹飛. 森林資源調(diào)查中無人機(jī)遙感的應(yīng)用[J]. 農(nóng)技服務(wù)， 2017， 34（6）：104-104.

[5]趙國帥. 無人機(jī)遙感在林業(yè)中的應(yīng)用與需求分析[J]. 福建林業(yè)科技， 2017（1）：136-140.