呂婷婷

（陽城縣國營林場，山西 陽城 048100）

陽城縣國營林場地處太行山、中條山交匯地帶，建立于1959年，經營面積15 580hm2，林木總蓄積19.57萬m3，森林覆蓋率達82.2%；經營范圍涉及8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、50個行政村，下設5個管護站和1個托管片。近年來，該場深化改革、創(chuàng)新機制，依靠科技加快發(fā)展，大力探索無人機應用方式，拓展新時代智能、精準、數字、安全林業(yè)發(fā)展空間，提高了林場生產管理能力和保護治理效率。

據統(tǒng)計，該場自2017年以來籌集資金27.63萬元，購置了6臺無人機，其中大疆悟Inspire2無人機2架，用于森林規(guī)劃、驗收、巡護；大疆MG-1P農業(yè)植保無人機1架，用于森林病蟲害防治；大疆經緯M600Pro投彈無人機1架，用于森林火災撲救；大疆御Mavic2無人機2架，用于森林防火巡護。近年來，該場應用無人機開展了森林防火空中巡查、病蟲害適時監(jiān)測等探索，在林區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)乃至全縣產生了較大影響和示范帶動作用。2021年2月20日，陽城縣人民政府在該場召開了駐陽國有林單位科技防火座談會，充分肯定了該場無人機在林業(yè)應用中的重要作用和探索成果，與會代表實地觀看了該場使用無人機護林防火喊話功能的操作演練，反響良好。會后，縣財政撥付專項資金60萬元，為全縣17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和縣林業(yè)局統(tǒng)一采購喊話巡護無人機20臺，無人機應用成果逐步在全縣林業(yè)生產中進行推廣。

1 無人機應用的出發(fā)點

當前，陽城縣國營林場面臨諸多困難：一是林分結構不合理，以油松、側柏純林為主，林分質量不高，抵抗自然災害和病蟲害能力較弱；二是人工撫育很難組織，林下枯枝落葉較多，一旦發(fā)生火情，極易形成樹冠火，導致?lián)渚壤щy，造成毀滅性災害；三是該場所轄范圍內生產放牧、上墳燒紙、外出踏青等人員較多，加大了護林防火管理難度；四是林區(qū)道路、通訊、電力等基礎設施建設較為薄弱，導致林區(qū)交通、通訊不暢，護林巡防十分困難；五是現有職工人均管護面積高達741.90hm2，管護人員普遍年齡老化，靠徒步或騎車巡防，效率低下。要徹底轉變林場培育管護森林資源的落后被動局面，必須在提高現有營林護林力量的基礎上，探索智能化、信息化、數字化的技防機制。該場以此為出發(fā)點，探索以無人機為重點的技防裝備應用，目的是減輕職工勞動量，有效提高森林資源防護能力和工作效率，確保森林生態(tài)安全和林區(qū)社會穩(wěn)定。

2 無人機應用實踐探索

2.1 森林防撲火監(jiān)測應用

2.1.1 森林防火監(jiān)測

無人機機動靈活，監(jiān)測范圍廣，能實時精準巡查，而且日常不間斷進行。空中巡護，一經發(fā)現野外違規(guī)用火行為，利用語音喊話快速制止，并把巡護存在重大安全隱患的照片和視頻傳輸到護林員手機上或控制中心。2018年以來，御Mavic2無人機每天在林區(qū)巡護2次，共制止野外違規(guī)用火行為26次。

2.1.2 森林火災處置

發(fā)現火情時御Mavic2無人機迅速定位森林火點，確定火情范圍、蔓延方向及速度等，能將畫面第一時間傳到地面控制中心，并進行喊話，通知火情區(qū)群眾按指定路線迅速疏散；滅火時監(jiān)測火情走向，安全部署滅火和撤離路線；經緯M600Pro投彈無人機懸停到火源上空，精準投放干粉滅火彈，有效控制初發(fā)火情，為后續(xù)專業(yè)撲火隊爭取撲救時間。

2.1.3 森林火災撲滅后巡視調查

明火撲滅后，看守人員及時清理火線、看守火場，無人機進行空中巡查，如發(fā)現殘火、余火，通過空中喊話告知看守人員；還可以利用悟Inspire2無人機攝像頭，通過飛行確定森林火災邊界點，在操作臺上勾勒過火范圍，從而快速準確地計算出過火面積，節(jié)省了人力成本，提升了工作效率。

2.2 森林病蟲害監(jiān)測與防治應用

無人機能夠對森林病蟲害進行低空遙感監(jiān)測。利用傳輸回來的高清圖片，分析判斷病蟲害類型和發(fā)生程度，提高病蟲害的勘察和監(jiān)控效率。MG-1P農業(yè)植保無人機噴幅5.0m，每次裝載10kg藥液，山地每小時可完成3.30hm2，苗圃地可完成6.0hm2。無人機翼下旋氣流能促進藥物穿透性，提高防治效果，降低藥劑使用量；配備的雙探照燈，可實現夜間噴灑作業(yè)，降低了白天作業(yè)對周圍人群傷害的可能性，避免了長期接觸藥物對人身體的傷害。2018年以來，每年組織無人機進行3次～4次防治病蟲害噴藥，每次作業(yè)面積133.30hm2～200hm2，效果跟人工噴藥基本一樣，但可以節(jié)省50%的費用。

2.3 野生動物資源監(jiān)測應用

林場經營范圍內分布有哺乳類、爬行類、鳥類等野生動物154種，其中國家Ⅰ、Ⅱ級重點保護野生動物15種，如金錢豹、紅腹錦雞、蒼鷹、雀鷹等。利用無人機配合林區(qū)設置的遠紅外照相機進行監(jiān)測，能及時掌握野生動物種類、數量、分布狀況等。既減少了人類對野生動物生存環(huán)境的干擾，又可以進入人類不易到達的區(qū)域，具有時效性高、成本低的優(yōu)勢。

2.4 林業(yè)違法行為監(jiān)測應用

林場經營范圍內分布有多個煤礦企業(yè)、煤層氣采氣站，毗鄰多個村莊，人員流動性大，林業(yè)違法隱患較高且不易監(jiān)管，違法占用林地、毀壞林木、亂捕濫獵野生動物等破壞森林資源現象時有發(fā)生。利用御Mavic2、悟Inspire2無人機配合地面人員聯(lián)合監(jiān)測，能快速準確定位違法行為具體位置、違法占地面積等，為后續(xù)相關部門執(zhí)法提供了有力證據。

2.5 森林資源調查及檢查驗收

森林調查前期工作涉及森林外業(yè)調查，人力調查勞動強度大、誤時多，有的調查樣地難以到達，導致數據不夠精準。利用無人機拍攝的高分辨率圖片和視頻資料，可以獲得地類、林種、面積、分布范圍等信息。在造林作業(yè)設計、森林撫育、森林康養(yǎng)項目等規(guī)劃中，利用悟Inspire2無人機實地監(jiān)控，可為下一步編制作業(yè)設計、實施方案提供可靠數據支持；在林業(yè)工程檢查驗收中，通過影像分析可以計算出株數、面積、成活率和保存率。

3 無人機應用存在的問題及解決對策

3.1 操作人才隊伍建設力度不夠

無人機使用技術、操作方法和日常維護較為復雜，目前林場操作員掌握的相關技能僅停留在比較簡單的功能應用上，離熟練掌握、精準操控、維護維修等還有很大差距，應盡快培養(yǎng)專業(yè)人才。

3.2 無人機飛行管理制度不夠完善

目前林場已制定了無人機使用臺賬制度，確定專人負責無人機管理操作。但對無人機應用還處于探索起步階段，在飛行管理上亟需完善制度。

3.3 受地理環(huán)境和自然因素影響較大

林場地理環(huán)境較為復雜，部分區(qū)域影響飛行信號傳輸。小型無人機最大抗風等級為4級～5級，超過此范圍可能導致無人機顛簸、傾斜，影響影像傳輸質量，還會出現設備失靈、丟失等現象。林區(qū)電線桿、風力發(fā)電裝置等障礙物會增加飛行危險系數，高壓電線產生的磁場也會對無人機的定位產生一定影響。發(fā)生火災時，樹冠火形成的上升氣流會干擾無人機操作穩(wěn)定性，對這些問題，必須引起高度重視。

3.4 巡護時間受電池影響較大

無人機飛行靠電池提供動力，有的需要電池1塊～2塊，有的需要6塊；而充電時間以御Mavic2、悟Inspire2無人機為例，前者充滿1塊電池需90min，后者充滿4塊電池需180min，每次巡護時間只能保持30min左右，影響了巡護效率。因此，必須購置一定數量備用電池。