雷潤(rùn)哲

淺談無人機(jī)在林業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用

雷潤(rùn)哲

（甘肅省天水市秦州區(qū)林業(yè)和草原局甘肅天水741000）

在林業(yè)建設(shè)中，無人機(jī)發(fā)揮著不可替代的作用。無人機(jī)使用成本低、監(jiān)測(cè)范圍較寬、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高、操作方便簡(jiǎn)單、具有較強(qiáng)的靈活性，可以高質(zhì)量滿足林業(yè)建設(shè)的需求。文章對(duì)無人機(jī)在林業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

無人機(jī)；林業(yè)建設(shè)；應(yīng)用

現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，科技的不斷發(fā)展，林業(yè)建設(shè)也在不斷優(yōu)化與革新。無人機(jī)在林業(yè)領(lǐng)域的重要作用使其脫穎而出，因此備受林業(yè)工作者的關(guān)注。應(yīng)用無人機(jī)有利于提高林業(yè)施工建設(shè)的效率，提升施工質(zhì)量，同時(shí)，能在一定程度上提高自然災(zāi)害的處理速率，減少一定的損失。

1 無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)階段，林業(yè)研究急需更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)作為依據(jù)，但是常規(guī)的林業(yè)調(diào)查難度系數(shù)較大，還十分繁雜，需要相關(guān)工作人員進(jìn)入具體的林業(yè)場(chǎng)地，了解與掌握該地區(qū)的山脈和林地情況，并且對(duì)施工工期和數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性有著很高的標(biāo)準(zhǔn)。無人機(jī)具有較強(qiáng)的靈活性、航測(cè)快速方便、范圍廣、快速響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，其能夠降低人工審核與查驗(yàn)的時(shí)間，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足林業(yè)研究需求，在很大程度上提升林業(yè)研究的質(zhì)量，提高研究速率[1]。所以，與傳統(tǒng)的研究模式相比較，在林業(yè)研究中科學(xué)地應(yīng)用無人機(jī)有著許多的優(yōu)勢(shì)，例如，能夠快速、精準(zhǔn)地得到林業(yè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而提升調(diào)查的質(zhì)量。與傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行比較，無人機(jī)技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，尤其是在特定的情況下，能夠?qū)Φ孛孢M(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，不但能夠避免人員遇到危險(xiǎn)，而且還能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)林業(yè)面積，提高林業(yè)調(diào)查研究的速率。

2 無人機(jī)在林業(yè)建設(shè)發(fā)展中的多種應(yīng)用

2.1 林業(yè)建設(shè)前期的應(yīng)用

2.1.1 地形測(cè)繪

在早期，無人機(jī)就已經(jīng)應(yīng)用到了林業(yè)工程測(cè)繪中，并且在進(jìn)行工程建設(shè)期間其他應(yīng)用大多都是在測(cè)繪應(yīng)用的前提下而發(fā)展起來的。與傳統(tǒng)儀器相比較，無人機(jī)進(jìn)行地形測(cè)繪速率高，也可以對(duì)人員沒有辦法測(cè)量到的地方進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量成果包含數(shù)據(jù)更多、更為精準(zhǔn)，能夠使設(shè)計(jì)人員更直觀、更清晰地了解地形。

2.1.2 總平面設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)大部分都是在線畫地形圖上進(jìn)行，線畫地形圖與無人機(jī)正射圖、傾斜模型疊合，再通過視頻、照片等形式直觀地展現(xiàn)出來，方便設(shè)計(jì)人員對(duì)地形進(jìn)行判斷，完善項(xiàng)目總平面布局，同時(shí)還可以快速、精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)阻礙物等問題。

2.1.3 地形分析

通過無人機(jī)建立三維模型，使林業(yè)工作人員能夠更直觀地對(duì)施工區(qū)域地形的坡度、絕對(duì)高程等進(jìn)行細(xì)致分析與研究。

2.1.4 實(shí)景效果圖設(shè)計(jì)

以往通常見到的效果圖背景大多都是以虛擬的水、鳥等為主，但是實(shí)際的項(xiàng)目完工后很難實(shí)現(xiàn)預(yù)先期望的目標(biāo)。為了更真實(shí)地展現(xiàn)出項(xiàng)目完工后的效果，借助無人機(jī)進(jìn)行多角度、多層次的拍攝，在航拍圖上進(jìn)行效果圖設(shè)計(jì)，能夠使效果圖更為真實(shí)。

2.2 林業(yè)建設(shè)施工階段的應(yīng)用

2.2.1 影像采集

在進(jìn)行林業(yè)建設(shè)前，相關(guān)施工單位要借助無人機(jī)對(duì)原本的地貌進(jìn)行全面、細(xì)致的影像采集。在進(jìn)行具體的建設(shè)期間要對(duì)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行影像采集。細(xì)致、全面的影像為工程變更等環(huán)節(jié)提供了保障。

2.2.2 定位放線

定位放線意為建筑工程開工后的第一次放線，按照建筑設(shè)計(jì)定位圖進(jìn)行定位，最后在施工現(xiàn)場(chǎng)形成4個(gè)及以上的定位從而更好地指導(dǎo)林業(yè)建設(shè)或檢驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)性。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用完善與優(yōu)化了傳統(tǒng)工作模式，在特定的情況下，不用去具體施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行放樣，就可以清晰、精準(zhǔn)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)性和發(fā)現(xiàn)存在的隱患問題。例如，借助無人機(jī)先獲取正射圖，然后將放線平面圖進(jìn)行疊加，正射圖就能夠精準(zhǔn)地取得相關(guān)數(shù)據(jù)。使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行定位放線完成后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)釘樁、撒灰線，然后借助無人機(jī)取得現(xiàn)場(chǎng)正射圖，與設(shè)計(jì)文件疊加，就能夠清晰、快速地掌握放線位置、開挖深度等是否有不合理之處[2]。

2.2.3 工程隱蔽驗(yàn)收

在對(duì)樓層鋼筋、外部結(jié)構(gòu)層隱蔽驗(yàn)收前，要借助無人機(jī)進(jìn)行低空航拍，然后通過正射圖與平面圖疊加后，以.jpeg格式轉(zhuǎn)換進(jìn)行保存。這種形式與傳統(tǒng)相機(jī)進(jìn)行比較，觀察到的范圍更為寬闊，追溯性更強(qiáng)。

2.2.4 室外網(wǎng)管信息搜集

室外的網(wǎng)管布局較為繁雜，竣工繪制不夠精準(zhǔn)就會(huì)直接影響林業(yè)建設(shè)質(zhì)量，從而給后續(xù)維護(hù)工作帶來更大的壓力，例如，四處尋找管、探測(cè)等，這會(huì)嚴(yán)重影響周邊人們的生活質(zhì)量，不利于人們正常生產(chǎn)生活。管道埋設(shè)期間分段對(duì)室外網(wǎng)管進(jìn)行低空航拍、建立三維模型，如果發(fā)現(xiàn)問題就可以第一時(shí)間打開文件找出管網(wǎng)具體位置、材質(zhì)等信息，為后期維護(hù)管理工作奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2.5 工程變更、簽證

在對(duì)林業(yè)建設(shè)工程進(jìn)行變更、簽證期間，應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行航拍、建立三維模型、正射圖，如果哪方面有問題就進(jìn)行查詢與分析，清晰地反映出精準(zhǔn)計(jì)量，避免甲乙雙方因工程量大小等問題發(fā)生爭(zhēng)議。

2.2.6 匯報(bào)材料

有時(shí)傳統(tǒng)的文字、圖片的匯報(bào)形式，不能快捷、清晰地闡述出匯報(bào)結(jié)果，而應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行航空拍攝圖片、形成的航測(cè)文件能夠使表述更為具體、更加直觀，使工作人員更容易了解內(nèi)容。

2.2.7 現(xiàn)場(chǎng)巡查

對(duì)林業(yè)建設(shè)施工作業(yè)進(jìn)行航拍，高質(zhì)量掌握施工設(shè)備、技術(shù)人員的狀態(tài)及作業(yè)情況，方便工程管理人員巡查與監(jiān)管，有利于提高巡查速率。

2.2.8 安全文明施工

對(duì)施工過程進(jìn)行安全文明檢查是工程建設(shè)的正常環(huán)節(jié)，如借助無人機(jī)隨時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)、施工人員等多方面進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查，設(shè)置喊話器提醒一些不安全的行為，保障施工現(xiàn)場(chǎng)的安全穩(wěn)定。

2.3 林業(yè)建設(shè)完工后的應(yīng)用

2.3.1 竣工圖繪制

建設(shè)項(xiàng)目完工后需要依據(jù)具體的情況繪制竣工圖，包括對(duì)市政、園林綠化等進(jìn)行具體的測(cè)量，傳統(tǒng)的模式是通過全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)、全站儀等進(jìn)行全面、碎部、精細(xì)化測(cè)量，這種模式工作量大，并且勾繪難度系數(shù)高，很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果將無人機(jī)與傳統(tǒng)儀器有機(jī)結(jié)合，那么會(huì)大大地提高工作速率，提升工作質(zhì)量。對(duì)于建筑上空沒有遮擋的地方，應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行測(cè)量取得正射圖、三維模型，在航測(cè)成果圖中進(jìn)行標(biāo)注尺寸、統(tǒng)計(jì)面積等，方便自主檢測(cè)與查驗(yàn)，也便于相關(guān)工作人員進(jìn)行審核。

2.3.2 結(jié)算審核

在進(jìn)行工程結(jié)算審核期間，上報(bào)結(jié)算文件時(shí)要提供關(guān)鍵部位、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)無人機(jī)成果文件，哪一方面存在隱患問題，就針對(duì)這部分進(jìn)行查詢，不用審核人員去具體的施工場(chǎng)地進(jìn)行查看，有利于節(jié)省時(shí)間，加快結(jié)算審核進(jìn)程。

2.4 在林業(yè)調(diào)查中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，在進(jìn)行林業(yè)資源調(diào)查期間，一般是將遙感數(shù)據(jù)或部分林業(yè)文件作為參考，而將已有的調(diào)查成果作室內(nèi)研究，相關(guān)調(diào)查人員要嚴(yán)格按照室內(nèi)研究成果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。雖然使用這種方法能夠完成林業(yè)調(diào)查工作，但是也存在了一定的不足之處，關(guān)鍵在于沒有使用實(shí)時(shí)頭像。在進(jìn)行野外調(diào)查的過程中，對(duì)于部分存在未知危險(xiǎn)的環(huán)境和區(qū)域，野外調(diào)查人員沒有辦法明確該林業(yè)區(qū)域的具體情況。而應(yīng)用無人機(jī)，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)整體的林業(yè)進(jìn)行勘測(cè)，取得高分辨率的圖像，包含林業(yè)的全部數(shù)據(jù)信息，還能夠協(xié)助野外研究人員高質(zhì)量的保護(hù)林業(yè)。林業(yè)調(diào)查要與實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，要求研究人員對(duì)林業(yè)建設(shè)中各影響因素進(jìn)行全面、細(xì)致、規(guī)范的探究與分析。林業(yè)的探究難度系數(shù)大、危險(xiǎn)系數(shù)高，尤其是在一些地形復(fù)雜的區(qū)域，而無人機(jī)技術(shù)能夠高質(zhì)量地完成這些困難地區(qū)的勘測(cè)工作，并且能夠取得精準(zhǔn)而系統(tǒng)的林業(yè)管理信息，從而保障研究人員的生命安全[3]。

2.5 在造林斑塊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

林業(yè)的建設(shè)發(fā)展受到土壤成分、雨水量等氣候地理環(huán)境因素的影響，在具體施工期間，林業(yè)建設(shè)施工具有一定的不可預(yù)見性，并且存在許多突發(fā)性事件，所以，造林斑塊設(shè)計(jì)是進(jìn)行植樹造林最為關(guān)鍵的一部分，其結(jié)果直接關(guān)系著造林工程斑塊空間布局及造林工程面積的準(zhǔn)確性，最終影響林業(yè)建設(shè)長(zhǎng)久、健康發(fā)展。造林斑塊的設(shè)計(jì)及樹木的分配都與原始的植被布局狀態(tài)緊密相連，在進(jìn)行森林植被勘測(cè)期間，無人機(jī)可以在懸崖峭壁、草木叢生的地方進(jìn)行低空飛行，并利用高清攝影機(jī)精準(zhǔn)獲取正射影像信息，相關(guān)技術(shù)人員可以按照規(guī)范的地形圖和規(guī)范的影像數(shù)據(jù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，并通過記錄坐標(biāo)的方式來盡可能地將地理實(shí)體的空間位置表現(xiàn)得準(zhǔn)確無誤，從而進(jìn)一步計(jì)算設(shè)計(jì)出具體地方的實(shí)際造林面積、樹種分布情況，為林業(yè)設(shè)計(jì)人員科學(xué)設(shè)計(jì)造林樹種、密度等奠定良好的基礎(chǔ)，從而更好地做到具體環(huán)境具體分析，保障造林的成功率。

2.6 在病蟲害勘查中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的森林病蟲害預(yù)防工作形式主要是工作人員來實(shí)地進(jìn)行病蟲害勘測(cè)與檢查，如果森林面積較大，那么相關(guān)工作人員勘察難度系數(shù)就會(huì)增加。而且這種模式工作效率也不高，不能很好地確保精準(zhǔn)性，沒有辦法使工作人員全面掌握森林的整體生長(zhǎng)情況和病蟲害情況。因此，在森林病蟲害勘察工作期間，可以借助無人機(jī)技術(shù)來高質(zhì)量地進(jìn)行勘察工作，通過遠(yuǎn)程操控的形式對(duì)森林的具體情況、病蟲害狀況進(jìn)行勘察，然后將各項(xiàng)信息通過平臺(tái)的形式傳輸給技術(shù)人員，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后對(duì)比，從而幫助相關(guān)工作人員做出高質(zhì)量的病蟲害防治計(jì)劃。除此之外，借助無人機(jī)還能夠分析樹木健康程度，工作人員通過分析與研究無人機(jī)傳遞的信息，從而高質(zhì)量地對(duì)森林的覆蓋率和植被種類進(jìn)行管理，有針對(duì)性地進(jìn)行改善與防護(hù)。最后，借助無人機(jī)的定位功能，可以對(duì)大面積的森林資源進(jìn)行準(zhǔn)確定位，達(dá)成對(duì)病蟲害防治的準(zhǔn)確管理和研究，從而大幅度提高森林病蟲害防治工作的速率，提升工作質(zhì)量[4-5]。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的革新，科技的進(jìn)步，無人機(jī)的普遍應(yīng)用，給林業(yè)建設(shè)帶來了很大的改變，減少了資金的投入，提升了工作質(zhì)量，提高了工作速率，豐富了研究成果，促進(jìn)了林業(yè)建設(shè)穩(wěn)定、健康發(fā)展。

[1]徐譽(yù)遠(yuǎn),胡爽,王本洋.無人機(jī)遙感在我國(guó)森林資源監(jiān)測(cè)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.

[2]徐興東,呂永進(jìn),王相波,等.試論無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2020,40(18):83-84.

[3]張軍國(guó),閆浩,胡春鶴,等.無人機(jī)在林業(yè)中的應(yīng)用及前景展望[J].林業(yè)工程學(xué)報(bào),2019,4(1):8-16.

[4]戴金南,黃甜甜,朱九達(dá),等.無人機(jī)遙感平臺(tái)在森林資源調(diào)查研究應(yīng)用分析與展望[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2018(20):163.

[5]汪沛,羅錫文,周志艷,等.基于微小型無人機(jī)的遙感信息獲取關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014,30(18):1-12.

S776.28

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2095-1205(2021)10-52-02

雷潤(rùn)哲（1988- ），男，漢族，大專，林業(yè)工程師，研究方向?yàn)榱謽I(yè)站人事。

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.10.24