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無人機技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)工作方面的應(yīng)用

無人機具有成本低、能耗小、安全可靠、模塊化等優(yōu)點,無需專用的起落機場,可以隨時隨地地進行起飛與降落,不受復(fù)雜地形影響。能代替人工有效完成很多工作,有效地降低人工作業(yè)的危險性。

無人機技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)工作方面的應(yīng)用(圖1) 

正因為無人機技術(shù)的以上優(yōu)勢,與現(xiàn)在很多林業(yè)工作內(nèi)容十分契合,無人機在林業(yè)工作中的應(yīng)用逐漸走向縱深,林業(yè)工作的效率和精確度被大大提高,降低了傳統(tǒng)人工作業(yè)的工作強度。

無人機種類多樣,在林業(yè)上應(yīng)用較為廣泛的主要為固定翼和多旋翼無人機。目前,在林業(yè)上主要應(yīng)用在森林資源調(diào)查與監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測、森林病蟲害監(jiān)測防治、野生動物監(jiān)測、森林信息提取、植樹造林及林業(yè)執(zhí)法等方面。

1. 森林資源調(diào)查與監(jiān)測

無人機技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)工作方面的應(yīng)用(圖2)

森林資源調(diào)查與監(jiān)測是林業(yè)工作中的一項重要任務(wù)。近年來,無人機作為一種新技術(shù)在森林資源調(diào)查上得到應(yīng)用。

傳統(tǒng)手段在森林資源調(diào)查中需要耗費大量人力物力,尤其是在地理環(huán)境條件不好的區(qū)域,調(diào)查人員無法或艱難到達的地方,可以通過無人機遙感技術(shù),快速獲取相關(guān)區(qū)域的空間遙感信息,對區(qū)域內(nèi)的森林資源進行高精度獲取和分析,大大提高了調(diào)查工作的時效性和精確性,并降低成本。

2. 森林火災(zāi)監(jiān)測

 無人機技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)工作方面的應(yīng)用(圖3)

森林火災(zāi)預(yù)警和撲救是林業(yè)工作的重中之重。森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強、破壞性極大的自然災(zāi)害,早期監(jiān)測對于預(yù)防森林火災(zāi)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的森林防火工作主要是依靠工作人員進行實地巡邏,而應(yīng)用無人機技術(shù),則具有成本低、時效強、機動靈活、快速應(yīng)急、實時巡查、安全撲救等優(yōu)點。有助于提早發(fā)現(xiàn)森林火情,及時掌握火情信息,便于迅速部署防火力量,進而減少生命、財產(chǎn)損失。

3. 森林病蟲害監(jiān)測

無人機技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)工作方面的應(yīng)用(圖4)

森林病蟲害是威脅森林健康的首要因素,其對森林資源的破壞或損失也是巨大的,被稱為“不冒煙的森林火災(zāi)”。

傳統(tǒng)病蟲害的監(jiān)測手段主要依靠人工巡邏等手段,其主觀性強且有時間滯后性。用無人機進行監(jiān)測,提高了林業(yè)病蟲害監(jiān)測的覆蓋面。在人力難以到達的高山、陡坡區(qū)域進行監(jiān)測時,無人機低空遙感技術(shù)和航空測繪技術(shù)優(yōu)勢明顯,可以快速確定病蟲害發(fā)生情況及發(fā)展動態(tài),及時獲取數(shù)據(jù)。同時,無人機的效率更高,根據(jù)實踐證明,無人機可以在1天內(nèi)完成上千公頃的林業(yè)病蟲害精準(zhǔn)監(jiān)測,這是傳統(tǒng)人工作業(yè)無法比擬的。

4. 野生動物監(jiān)測

動物野生傳統(tǒng)監(jiān)測方法是人工直接計數(shù)法、樣方樣帶推算法等,這些方法精度低且成本高。而無人機具有非常明顯的優(yōu)勢,不僅對野生動物的擾動少,可進入人難以到達的區(qū)域,可避免某些野生動物對監(jiān)測人員的傷害,而且具有高時效性,低成本等優(yōu)勢。

5. 森林信息獲取

6. 植樹造林工作

無人機技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)工作方面的應(yīng)用(圖5)

利用無人機獲取的影像,通過影像分析可以計算造林面積、株數(shù),再通過統(tǒng)計死亡株數(shù)和總株數(shù)得出成活率和保存率,這樣不僅降低工作強度,也極大提高工作效率和工作質(zhì)量。此外,在造林階段,無人機技術(shù)可以實現(xiàn)遠程超低量噴灑肥料作業(yè),提高造林效率。

7. 林業(yè)執(zhí)法管理

無人機技術(shù)在現(xiàn)代林業(yè)工作方面的應(yīng)用(圖6)

在林業(yè)執(zhí)法管理中,亂砍濫伐、違法征占林地、毀林開墾等破壞森林資源等違法行為時有發(fā)生,如何對破壞森林資源的違法行為及時發(fā)現(xiàn)并有效取證,給林業(yè)管理提出了挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)人工巡檢方式勞動強度大,效率低,且信息獲取不準(zhǔn)確,而衛(wèi)星遙感技術(shù)由于其成本高、時效性差,無法滿足實時監(jiān)控的需求。無人機巡檢技術(shù)的應(yīng)用給林業(yè)執(zhí)法管理帶來新的解決方案,可以滿足林業(yè)執(zhí)法對時效性、準(zhǔn)確性的要求。


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