孫超 張緒慶

摘 要 據(jù)山東省煙臺市福山區(qū)2017年度林地變更調(diào)查結(jié)果，全區(qū)林地面積35 873 hm2，其中松林面積9 747 hm2，占林地面積的27.17%。松科植物是松材線蟲病高度易感染樹種，而松樹是福山區(qū)主要的造林綠化樹種，為了較為確切地了解全區(qū)松材線蟲病的發(fā)生情況，預防該病的大面積發(fā)生危害，本次普查使用人工踏查和機動性多旋翼無人機搭載高分辨率專業(yè)相機普查相結(jié)合的方法進行。以無人機遙感普查、地面踏查和詳查相結(jié)合的方法針對各類數(shù)據(jù)進行核查校正；同時選擇非疫點區(qū)域和疫點邊緣區(qū)域進行抽樣核查，以確定疫區(qū)范圍及疫點個數(shù)的準確性。經(jīng)驗證明，采用無人機拍攝正攝圖和定點拍攝圖標記枯死木坐標點，并利用 ArcGIS、GlobalMapper、奧維地圖等軟件將枯死木坐標點與松林資源信息整合，使得枯死松木可以在小班中精確定位，對下一步開展枯死松木除治工作具有實際指導意義。

關(guān)鍵詞 松材線蟲?。粺o人機普查；經(jīng)驗；山東省煙臺市福山區(qū)

中圖分類號：S763.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.03.056

松科植物是松材線蟲病高度易感染樹種，而松樹是福山區(qū)主要的造林綠化樹種[1]，福山區(qū)現(xiàn)有松林面積9 747 hm2，占生態(tài)公益林總面積的67%，同時，松材線蟲病的傳播媒介松褐天牛在福山區(qū)分布廣泛，也為松材線蟲自然傳播創(chuàng)造了條件。隨著交通、通訊、項目開發(fā)以及貿(mào)易往來等越來越頻繁，無形之中又增加了疫情傳入的概率和危險，如果放任松材線蟲病擴散蔓延，將給森林資源帶來不可估量的損失，使幾十年的造林綠化成果毀于一旦。目前，松材線蟲病在福山區(qū)部分鎮(zhèn)街及煙臺市其他縣市區(qū)都有發(fā)生。福山區(qū)于2013年4月在回里鎮(zhèn)葫蘆頭南坡首次發(fā)現(xiàn)死亡松樹13株，經(jīng)市森保站鑒定為松材線蟲病，截至目前，全區(qū)已有清洋街道辦事處東留公林地、福新街道辦事處炮山林地、回里鎮(zhèn)葫蘆頭林片3個區(qū)塊發(fā)現(xiàn)松材線蟲病疫情，總面積約66.67 hm2。在2015年的普查[2]中，門樓鎮(zhèn)、張格莊鎮(zhèn)、國有福山林場又相繼在屬地松林中發(fā)現(xiàn)多株死亡松樹，雖經(jīng)現(xiàn)場取樣分離尚未發(fā)現(xiàn)松材線蟲蟲體，但目前形勢不容樂觀。2015年10月，福山區(qū)被山東省政府列為松材線蟲病疫區(qū)。

1 ?基本情況

福山區(qū)2017年度林地變更調(diào)查結(jié)果，全區(qū)林地面積35 873 hm2，森林覆蓋率43.5%。其中松林面積9 747 hm2，占林地面積27.17%。

1.1 ?普查方法

普查使用人工踏查和機動性多旋翼無人機搭載高分辨率專業(yè)相機，根據(jù)福山區(qū)自然資源局提供的森林資源2017年度林地變更數(shù)據(jù)，整理并規(guī)劃普查區(qū)域范圍，在普查區(qū)域內(nèi)進行全覆蓋航拍并結(jié)合人工踏查[3]。

1.1.1 ?地面踏查影像數(shù)據(jù)采集

在普查區(qū)域內(nèi)的公路沿線、通信塔、高壓電力塔等設(shè)施周邊進行人工地面踏查，根據(jù)松材線蟲病的發(fā)病特點，采集病死、枯死、瀕死松樹的影像數(shù)據(jù)。通過手持GPS設(shè)備上傳已核查的病死、枯死、瀕死松樹的點位信息。同時使用專業(yè)手持設(shè)備對已完成地面踏查的小班矢量圖進行處理完成地面踏查數(shù)據(jù)的采集[4]。

1.1.2 ?航空影像數(shù)據(jù)采集

根據(jù)松材線蟲病枯死木的歷史發(fā)生情況，對需要監(jiān)測區(qū)域進行前期人工勘查，確定普查的范圍和小班。通過無人機地面站系統(tǒng)對監(jiān)測區(qū)域進行飛行區(qū)域規(guī)劃和航線規(guī)劃設(shè)計，利用無人機搭載的高分辨率專業(yè)相機，在監(jiān)測普查區(qū)域內(nèi)全覆蓋進行全自主飛行航空攝影，采集檢測區(qū)域的航空影像數(shù)據(jù)。

1.1.3 ?影像數(shù)據(jù)傳輸

通過對人工踏查和無人機采集回來的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)加密等操作，將人工踏查影像數(shù)據(jù)和無人機航空影像數(shù)據(jù)、無人機POS數(shù)據(jù)、相機參數(shù)等數(shù)據(jù)通過多媒體介質(zhì)傳輸?shù)綄I(yè)數(shù)據(jù)處理終端平臺進行數(shù)據(jù)處理。

1.1.4 ?影像數(shù)據(jù)處理

林業(yè)無人機數(shù)據(jù)處理中心通過Lightroom、DJI Terra、Pix4D等專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件對收到的數(shù)據(jù)進行勻光勻色、除霧、影像快速拼接等手段處理，根據(jù)各地具體要求生成各種數(shù)值分辨率的正射影像圖（DOM）。

1.1.5 ?枯死木勾繪及點位信息處理

利用高精度DOM正射影像圖，專業(yè)技術(shù)人員通過枯死木勾繪系統(tǒng)對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)枯死樹、變色樹、異常林區(qū)進行定位[5]，勾繪出疑似枯死木分布點，并輸出疑似枯死木分布點精準地理坐標信息，形成文檔報告。

1.1.6 ?人工地面核查

地面核查技術(shù)員對照高精度DOM正射影像數(shù)據(jù)和枯死木分布點精準地理坐標信息表，選取不同枯死木分布點密度梯度的典型小班[6]，進行人工踏查及標準地調(diào)查，以精準核查疑似枯死木坐標。

具體操作為：在普查小班中選取10%具有代表性的典型小班，人工核查小班內(nèi)枯死木株數(shù)，并與無人機普查得出的小班內(nèi)枯死木株數(shù)對比，計算校正系數(shù)K：

K=人工核查枯死木株數(shù)/無人機普查枯死木株數(shù)

枯死木株數(shù)=無人機普查枯死木株數(shù)×K

1.2 ?普查技術(shù)標準

嚴格按照《松材線蟲病普查監(jiān)測技術(shù)規(guī)程（GB/T 23478-2009）》、國家林草局《國家林業(yè)和草原局生態(tài)保護修復司關(guān)于做好松材線蟲病疫情監(jiān)測普查工作的通知》（生防函〔2021〕59號）及《松材線蟲病防治技術(shù)方案（林生發(fā)〔2021〕110號）》的要求執(zhí)行。以相關(guān)疫情鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）提供的服務(wù)范圍內(nèi)的日常監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用Arcgis、GlobalMapper、奧維等地理信息處理軟件進行系統(tǒng)加工和統(tǒng)籌分析，以無人機遙感普查、地面踏查和詳查相結(jié)合的方法針對各類數(shù)據(jù)進行核查校正；同時選擇非疫點區(qū)域和疫點邊緣區(qū)域進行抽樣核查，以確定疫區(qū)范圍及疫點個數(shù)的準確性[7]。

1.2.1 ?數(shù)據(jù)收集與加工要求

采用Arcgis、GlobalMapper、奧維等地理信息處理軟件，對提交數(shù)據(jù)進行處理，初步明確普查范圍內(nèi)枯死松木所在位置及數(shù)量[8]，系統(tǒng)掌握提交數(shù)據(jù)的各項信息。并根據(jù)各項信息做好后期核查的統(tǒng)籌安排，包括核查樣線設(shè)計、抽樣比例設(shè)計等。

1.2.2 ?無人機遠程遙感普查要求

根據(jù)普查區(qū)域內(nèi)的松林小班圖，規(guī)劃普查線路，組織專業(yè)無人機操作人員利用搭載30倍光學變焦的大疆精靈（Phantom）4 RTK和大疆經(jīng)緯（Matrice）M300 RTK（搭載全畫幅、高精度、快速拍攝的Zenmuse-P1鏡頭），通過無人機實時視頻傳輸、無人機攝影測量等先進技術(shù)對枯死松樹進行視頻拍攝（枯死木發(fā)生區(qū)域、重點區(qū)域進行正射影像拍攝），對病情嚴重的地區(qū)進行標記。

1.2.3 ?人工地面核查要求

在無人機遠程遙感普查后，設(shè)定路線進行全面人工核查。抽取普查范圍內(nèi)10%疫區(qū)范圍的松林小班（每個疫點選取2～4個小班，每個小班面積不少于13.33 hm2），具體為采取目測或者使用望遠鏡等方法觀測，沿踏查路線調(diào)查有無出現(xiàn)針葉褪色、黃化、枯萎以及呈紅褐色等

松針變色癥狀的松樹。對于枯死松木分布較為集中的區(qū)域，組織人員深入小班內(nèi)部進行定位、標記、計數(shù)，準確修正區(qū)域內(nèi)枯死松木數(shù)量和位置。

1.2.4 ?詳查技術(shù)要求

詳查范圍包括：1）各疫區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)提供數(shù)據(jù)涉及新發(fā)生疫點的全部范圍；2）在全區(qū)非疫點區(qū)域松林和疫點周邊松林抽取不低于5%松林面積。具體方法即詳細調(diào)查疫情發(fā)生地點、寄主種類、發(fā)生面積、病死松樹數(shù)量、林分狀況，以及傳入途徑和方式等情況，并對病死松樹進行精準定位，繪制疫情分布示意圖和疫情小班詳圖。

1.2.5 ?松材線蟲病送樣檢測要求

對于新發(fā)疫點的確認，必須采樣進行檢測是否確實為松材線蟲病感染。松材線蟲病抽樣及檢測嚴格參照《松材線蟲病防治技術(shù)方案》（林生發(fā)〔2021〕59號）執(zhí)行。

1.3 ?普查范圍

為貫徹“預防為主，科學治理”的指導方針，防止松材線蟲病擴散傳播，本次普查規(guī)劃范圍在2020年松材線蟲病秋季普查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，圍繞2020年枯死木分布小班向外延伸 1 km范圍，重點調(diào)查交通沿線、廠礦、木材制品生產(chǎn)企業(yè)、建筑工地、信號塔等周邊松林，以及從疫區(qū)購買設(shè)備的單位周邊區(qū)域松林和人為活動和物流頻繁區(qū)域周圍的松林等[9]。

人工踏查和無人機航拍普查了福山區(qū)全部的松林面積，其中人工踏查面積5 982.91 hm2、無人機航拍面積3 764.85 hm2，覆蓋高新區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、東廳街道、福新街道、清洋街道、門樓鎮(zhèn)、臧家莊鎮(zhèn)、回里鎮(zhèn)、張格莊鎮(zhèn)，高疃鎮(zhèn)共10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）和1個林場，胡家夼村、善疃村、姜家夼、李家溝、曲家溝等36個村，共計1 661個小班（詳見表1、表2）。

2 ?普查結(jié)果

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)死亡松木數(shù)量達到25 853株，其中病死松樹22 151株，瀕死松樹3 139株，其他原因死亡松樹563株；疫情小班40個，發(fā)生面積409.77 hm2，涉及福新街道、門樓鎮(zhèn)、回里鎮(zhèn)、張格莊鎮(zhèn)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）17個村（詳見表3）。

3 ?經(jīng)驗體會

無人機用于林業(yè)病蟲害監(jiān)測主要是以遙感（UAVRS）技術(shù)作為航空遙感手段，利用高分辨CCD 相機系統(tǒng)獲取遙感影像，利用空中和地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)影像的自動拍攝和獲取，同時實現(xiàn)航跡的規(guī)劃和監(jiān)控、信息數(shù)據(jù)的壓縮和自動傳輸、影像預處理。本次普查生成的 1∶1 000 的正射圖和枯死木坐標，提高了普查效率和準確性。根據(jù)國家林業(yè)局《松材線蟲普查監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》，監(jiān)測普查到的枯死松木應落實到小班。但在實際調(diào)查中，因為松林資源分布數(shù)據(jù)不準確，加上一些林地地勢險峻，人工調(diào)查難以實現(xiàn)，無法判定枯死木在小班中的具體位置。本次普查采用無人機拍攝正攝圖和定點拍攝圖標記枯死木坐標點，并利用 ArcGIS、GlobalMapper、奧維地圖等軟件將枯死木坐標點與松林資源信息整合，使得枯死松木可以在小班中精確定位，該經(jīng)驗對下一步開展枯死松木除治工作具有實際指導意義。

4 ?存在的問題與措施建議

4.1 ?存在的問題

1）敏感區(qū)域多。普查區(qū)域內(nèi)存在禁飛區(qū)、限高區(qū)及軍事禁區(qū)等敏感區(qū)域，普查人員和無人機都無法進入敏感區(qū)域內(nèi)進行普查工作，一定程度上影響了普查工作的順利開展[10]。

2）部分區(qū)域已完成和正在進行除治工作。普查區(qū)域內(nèi)的部分疫情小班已完成或正在進行除治工作，針對此類區(qū)域松材線蟲病疫情發(fā)生的實際情況與本次普查的結(jié)果可能存在一定誤差。

4.2 ?措施建議

1）針對敏感區(qū)域，積極與相關(guān)部門進行溝通協(xié)調(diào)，進行無人機作業(yè)申請，不能進行無人機作業(yè)的，結(jié)合最新影像數(shù)據(jù)進行分析，準確完成敏感地區(qū)的普查工作。

2）積極與縣級林業(yè)主管部門進行對接，將部分區(qū)域已完成和正在進行除治松材線蟲病疫的株數(shù)、數(shù)量、位置進行對接，將其納入本年度普查參考范圍，將普查工作做到準確細致，為松材線蟲病的后期防治工作奠定基礎(chǔ)。

參考文獻：

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[3] ? 陳國恩.基于GIS的泰山松材線蟲病除治管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學，2022.

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[6] ? 周淑琴.松材線蟲病春季普查工作實施策略[J].農(nóng)家參謀，2021（23）：170-171.

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[8] ? 豆鑫.松材線蟲病普查與防控重點措施[J].世界熱帶農(nóng)業(yè)信息，2022（6）：14-15.

[9] ? 方國飛，黃文江，牟曉偉，等.松材線蟲病疫情精準監(jiān)測實踐與展望[J].中國森林病蟲，2022，41（4）：16-23.

[10] ? 劉清，王安靜，馬愛麗.松材線蟲病普查監(jiān)測技術(shù)及治理對策[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2021（9）：188-189.

（責任編輯：丁志祥）