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        無(wú)人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用

        2020-12-31 14:56:40彭曉燕
        山西林業(yè) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:森林資源資源管理林業(yè)

        彭曉燕

        (新絳縣林業(yè)局林業(yè)技術(shù)站,山西 新絳 043100)

        森林資源管理是林業(yè)工作的核心內(nèi)容之一。目前國(guó)家林業(yè)局制定了《關(guān)于加快實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略支撐林業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的意見(jiàn)》,指出應(yīng)深化林業(yè)科技體制改革,增強(qiáng)林業(yè)自主創(chuàng)新能力,要充分應(yīng)用3S技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)端等現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù),形成推動(dòng)林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力,提高森林資源的總體功能與生態(tài)效益,進(jìn)一步為建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國(guó)目標(biāo)提供強(qiáng)有力的支撐。本文在分析作為現(xiàn)代化高新技術(shù)之一的無(wú)人機(jī)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析探討其在森林資源管理中的應(yīng)用方法與前景,以期為營(yíng)造林創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展提供科技支撐。

        1 無(wú)人機(jī)及其特點(diǎn)

        無(wú)人機(jī)(UA)是無(wú)人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱,是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備程序控制裝置的不載人飛機(jī)。無(wú)人機(jī)具有自主航行能力,利用自備的自動(dòng)化飛行控制,進(jìn)行航空拍攝、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

        具體而言,無(wú)人機(jī)技術(shù)具有如下特點(diǎn):①環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。無(wú)人機(jī)無(wú)人駕駛,在人力所不能及的地區(qū)及極端惡劣的環(huán)境下,都能代替人類出色地完成任務(wù)。②執(zhí)行任務(wù)多元化。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)采用平臺(tái)化、模塊化的設(shè)計(jì),其具有負(fù)載、維護(hù)等多方面的綜合優(yōu)勢(shì),可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行任務(wù)模塊間的靈活調(diào)整,在適應(yīng)不同行業(yè)的任務(wù)需求同時(shí),能精準(zhǔn)完成各項(xiàng)指令任務(wù)。③信息獲取及時(shí)。無(wú)人機(jī)結(jié)合4G、5G及無(wú)線中繼等通信技術(shù),可以達(dá)到信息的及時(shí)獲取。④回報(bào)效益高。無(wú)人機(jī)體積小、操作簡(jiǎn)單,且風(fēng)險(xiǎn)性小、成本低,操作員可以運(yùn)用地面站程序?qū)o(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控,完成對(duì)目標(biāo)區(qū)域的作業(yè)操作,以低成本的投入產(chǎn)生高效益的回報(bào)。近年來(lái),無(wú)人機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,使無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)逐漸受到各個(gè)行業(yè)的青睞,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,應(yīng)用頻率不斷提高。

        2 無(wú)人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用需求分析

        我國(guó)日常的林業(yè)管理工作有森林資源監(jiān)測(cè)調(diào)查、有害生物監(jiān)測(cè)防治、森林防火等。然而,我國(guó)森林覆蓋區(qū)多為交通不便的山區(qū),傳統(tǒng)的深入森林深處開(kāi)展外業(yè)工作,環(huán)境艱苦、任務(wù)量大,且實(shí)效性差,導(dǎo)致森林資源受到一定的天然或人為的威脅,因此引入新技術(shù)、新設(shè)備輔助林業(yè)管理已亟不可待。

        無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用無(wú)疑是給林業(yè)工作插上了“翅膀”,能夠?qū)γ娣e遼闊、地形復(fù)雜的森林進(jìn)行迅速實(shí)時(shí)的巡查監(jiān)測(cè),為科學(xué)管理森林資源提供了依據(jù),為林業(yè)建設(shè)和生態(tài)文明可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支持??梢哉f(shuō),在生態(tài)文明建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的大形勢(shì)下,無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)揮著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),是森林資源管理工作的“空中保護(hù)傘”。

        2.1 無(wú)人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用需求

        2.1.1 森林資源調(diào)查目的和特點(diǎn)

        及時(shí)掌握森林資源的數(shù)量、質(zhì)量和生產(chǎn)、消亡的動(dòng)態(tài)規(guī)律,為制訂林業(yè)政策、編制林業(yè)規(guī)劃和鑒定森林經(jīng)營(yíng)效果服務(wù)。特點(diǎn)是工作量大、環(huán)境艱苦、內(nèi)容繁雜、周期短且數(shù)據(jù)要求精細(xì)。

        2.1.2 造林面積核查目的和物點(diǎn)

        造林面積指標(biāo)是衡量林業(yè)生產(chǎn)情況的主要指標(biāo),可以為林業(yè)行政管理部門管理、決策營(yíng)造林工程提供重要依據(jù)。特點(diǎn)是工作量大、環(huán)境艱苦、周期短且數(shù)據(jù)要求精細(xì)。

        2.1.3 森林防火救災(zāi)目的和特點(diǎn)

        火災(zāi)對(duì)森林及其生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的危害和損失。森林防火是森林資源管理的重要內(nèi)容。特點(diǎn)是突發(fā)性強(qiáng)、燃燒面積大、火勢(shì)蔓延快、火場(chǎng)救援困難等。

        2.1.4 森林病蟲害防治目的和特點(diǎn)

        森林病蟲害往往被稱為“不冒煙的森林火災(zāi)”,其會(huì)破壞森林資源及其內(nèi)部生物的動(dòng)態(tài)平衡。特點(diǎn)是突發(fā)性強(qiáng)、擴(kuò)散速度快、防治困難等。

        2.1.5 林業(yè)執(zhí)法管理目的和特點(diǎn)

        防止不法分子為了實(shí)現(xiàn)短期個(gè)人或部門利益,非法破壞森林資源和生態(tài)平衡。特點(diǎn)是作量大、環(huán)境艱苦、違法行為難以發(fā)現(xiàn)。

        2.2 需求分析

        我國(guó)是森林資源大國(guó),又是森林火災(zāi)、病蟲害多發(fā)國(guó),存在森林資源管理難度大、傳統(tǒng)管理手段落后等問(wèn)題。為此,借助現(xiàn)代高新技術(shù)輔助林業(yè)管理,通過(guò)合理、科學(xué)、高效的森林資源管理,促使森林資源管理走上現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展道路,就顯得尤為重要。

        2.3 無(wú)人機(jī)在林業(yè)應(yīng)用中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

        無(wú)人機(jī)是現(xiàn)代高科技發(fā)展的產(chǎn)物,可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)森林資源管理方法的不足和局限性,具體表現(xiàn)在:①無(wú)人機(jī)體積小、便于攜帶、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、便于運(yùn)輸、風(fēng)險(xiǎn)性低、制造成本低,且不用過(guò)多考慮駕駛員的因素限制,能代替人類出色地完成任務(wù),并實(shí)現(xiàn)人員零傷亡的目標(biāo);②無(wú)人機(jī)可以變“不能干”為“能干”,且技術(shù)精準(zhǔn),使林業(yè)調(diào)查簡(jiǎn)單化、技術(shù)含量科技化、工作效率高效化。

        3 無(wú)人機(jī)在森林資源管理中應(yīng)用探討

        3.1 在森林資源調(diào)查及造林面積核查中的應(yīng)用

        無(wú)人機(jī)技術(shù)具備機(jī)動(dòng)、靈活、迅速、受干擾小等特點(diǎn),可快速、實(shí)時(shí)獲取森林資源的高清航拍數(shù)據(jù),調(diào)查人員無(wú)需過(guò)多的戶外作業(yè),有效地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了調(diào)查工作的準(zhǔn)確率和效率。

        通過(guò)無(wú)人機(jī)低空飛行的高清正射影像,能為核查區(qū)造林提供真實(shí)、精確的信息依據(jù)。如果能準(zhǔn)確的定位到需要補(bǔ)植的位置,還為營(yíng)造林面積核查工作提供新的技術(shù)手段,并為補(bǔ)植補(bǔ)造提供了便利。

        3.2 在高效解決森林防火及森林病蟲害防治中的應(yīng)用

        目前,國(guó)內(nèi)外都在探索利用高新技術(shù)手段解決森林防火中存在的問(wèn)題。如美國(guó)利用“大地”衛(wèi)星來(lái)探測(cè)地面高溫、濃煙和火災(zāi)遺址等,其耗費(fèi)了巨大的人力、財(cái)力,但效果一般;我國(guó)在森林防火上也先后利用過(guò)衛(wèi)星遙感、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等,但還是無(wú)法滿足對(duì)森林防火的需求?,F(xiàn)在已有企業(yè)和機(jī)構(gòu)提出“森林防火無(wú)人機(jī)預(yù)警系統(tǒng)”,應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行森林防火監(jiān)測(cè),可以打破傳統(tǒng)森林防火在不可見(jiàn)惡劣、極端地理環(huán)境下及重事故災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)難以救火的弊端,利用云臺(tái)所承載的高清相機(jī)、紅外相機(jī)等設(shè)備準(zhǔn)確掌握火情,并完成小面積火情滅火彈、滅火吊桶的投擲,將森林火災(zāi)扼殺在萌芽狀態(tài)。同時(shí),在撲火滅火階段,可以迅速鎖定火場(chǎng)區(qū)域具有生命特征的物體,對(duì)救火員、野生動(dòng)物保護(hù)起到了積極作用。

        農(nóng)林植保無(wú)人機(jī)裝備的紅外成像、多光譜等設(shè)備,能精確定位森林中存在的病蟲害、變色樹(shù)、異常林等狀況,進(jìn)一步掌握林地受病蟲害影響范圍、面積、程度等信息。同時(shí),還能進(jìn)行農(nóng)藥噴灑,有助于精準(zhǔn)、快速、及時(shí)、有效地進(jìn)行森林病蟲害防治。

        3.3 在助力林業(yè)執(zhí)法及生態(tài)環(huán)境整治中的應(yīng)用

        無(wú)人機(jī)具有操作便捷、高清航拍、實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)等優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用無(wú)人機(jī)技術(shù)聯(lián)合執(zhí)法,可根據(jù)地面站事先設(shè)定的飛行航線對(duì)森林資源定期巡檢,準(zhǔn)確定位違法行為,并對(duì)違法分子進(jìn)行定位跟蹤,為林業(yè)執(zhí)法提供強(qiáng)有力的證據(jù),以維護(hù)森林資源安全。

        同時(shí),利用無(wú)人機(jī)采集的該地區(qū)不同時(shí)期的高清圖片,經(jīng)過(guò)智能篩選,可以發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯變化的圖斑顯現(xiàn)。通過(guò)對(duì)疑似圖斑地形圖和GPS或平板到現(xiàn)地進(jìn)行核實(shí),并將其與林地檔案對(duì)照,有助于為生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)與整治提供基礎(chǔ)資料,也可以實(shí)時(shí)快速跟蹤和監(jiān)測(cè)環(huán)境污染事件,減少污染造成的損失。

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