隨著林業(yè)信息化、智能化進程的推進，無人機在林業(yè)調查數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)發(fā)揮越來越重要的作用。無人機搭載遙感、航拍等技術助力林業(yè)發(fā)展，在林業(yè)調查中實現(xiàn)了“去人去不了的地方，看人看不到的地方，做人做不到的事情”，極大的提升了工作效率和數(shù)據(jù)精度，同時還大幅度降低了野外作業(yè)的風險。目前，無人機技術已廣泛應用于林業(yè)樣地調查、圖斑監(jiān)測、病蟲害防治、森林防火、巡查檢查等方面。

無人機技術概述

無人機系統(tǒng)以飛行器為航行平臺，主要配置航空遙感和航空攝影兩個系統(tǒng)，實現(xiàn)低空采集高清遙感影像、圖像資料和數(shù)據(jù)信息。與衛(wèi)星影像相比，無人機遙感技術在林業(yè)資源調查監(jiān)測中具備明顯優(yōu)勢，主要集中于以下幾個方面：

一是提高樣地調查效率，有效節(jié)省人力物力。林業(yè)資源監(jiān)測項目時間緊、圖斑多、任務重，并且部分樣地處在大山、泥沼等難以到達的區(qū)域，使用無人機代替人工監(jiān)測可更加便捷的采集資源信息，大大提高工作效率。

二是無人機結合遙感、激光雷達，采集數(shù)據(jù)更加精準。無人機與遙感技術充分結合，實現(xiàn)GPS精準定位。利用無人機裝備的高清相機、高光譜成像儀，可測定高分辨率光譜成像，將采集信息錄入森林資源調查平臺，實時掌握林區(qū)實際情況、自然災害發(fā)生、林木采伐等情況，提高林業(yè)管理的綜合能力。通過應用無人機遙感技術，能夠全面分析森林生態(tài)環(huán)境，科學把握監(jiān)測區(qū)域內各個樹種的信息。

無人機遙感、雷達裝置應用

三是全方位監(jiān)測，航拍影像更清晰完整。無人機航拍成像更完整、清晰、靈敏，對目標區(qū)域或危險區(qū)域進行實時動態(tài)全方位監(jiān)測。利用無人機遙感技術，俯視拍攝形成遙感影像，可精確計算林木數(shù)量。根據(jù)需求購置圖像設備參數(shù)，可以極大地提升單個目標分辨率。

無人機森林資源調查核實高清影像圖

無人機技術應用方向

林業(yè)資源調查監(jiān)測與測繪

森林資源調查任務周期普遍較短，并且部分樣地環(huán)境較為艱險，憑借人力無法到達林地各處，人工調查精度也相對較低，無法科學指導生產(chǎn)及規(guī)劃。采用無人機搭載高清攝像頭和遙感設備，按照規(guī)劃路線對整個林區(qū)的情況進行完整的記錄、拍攝和采集，可方便快捷的獲取土地類型、邊界范圍、面積、缺株位置等精確數(shù)據(jù)，并且能夠對目標監(jiān)測區(qū)域的樹木種類分布、林木數(shù)量、生長狀況實時監(jiān)測調查。通過對調查數(shù)據(jù)進行科學統(tǒng)計分析，能夠客觀真實的全面掌握目標地現(xiàn)狀與存在問題，為林業(yè)規(guī)劃和管理工作提供參考。

無人機光譜遙感技術應用

森林病蟲害防治

采用人工走查的方式巡查森林病蟲害不僅受環(huán)境氣候影響較大，同時穿梭森林還存在較多人身危險，最終導致防治工作效率較低。通過靈活應用無人機技術，可大范圍實時監(jiān)測與快速準確防治。利用無人機航拍技術，可從獲取的高分辨率影像中快速確定枯死木、變色樹、異常林定位及分布，輔助判斷森林健康、受損程度等級、林業(yè)受病蟲害影響范圍及面積等情況；利用無人機與化學防治設備相結合，能夠對疫木精準噴施藥劑，有效控制病害的傳播，尤其對于山高路險等人員難以到達的復雜地域具有不可替代的優(yōu)勢。同時，無人機可對林木防治后期進行持續(xù)監(jiān)測，便于及時調整防控措施，達到科學高效防治林木病蟲害的目標。

無人機精準防治松材線蟲病

森林防火監(jiān)測

當林地發(fā)生火災時火場能見度較低，傳統(tǒng)的載人飛機飛到火場上方無法充分掌握火情，同時危險性較高，受特殊天氣影響也較大。而無人機搭載相機、視頻等傳感儀可飛入災區(qū)上方，近距離拍攝受災影像資料，實時傳遞給地面救災人員，快速完成火情偵查和火災探測任務。

在環(huán)境惡劣，可見光相機無法工作時，還可搭載紅外成像系統(tǒng)，能夠克服雨、雪、霧等惡劣的氣候條件限制，在夜晚也可正常工作；同時又能夠在火災發(fā)生后，穿透濃煙實時捕捉火勢，為現(xiàn)場指導撲火工作提供參考。紅外成像系統(tǒng)還具備測溫功能，從成像系統(tǒng)上可獲取溫度異常點，便于即時發(fā)現(xiàn)火源，減少火災造成的損失。無人機影像數(shù)據(jù)還可結合AI技術重建三維影像，測算過火面積等信息，為評估受災情況和組織重建工作提供依據(jù)。

無人機防火巡查與火情追蹤

執(zhí)法巡查與森林督察

近年來侵占森林資源的違法行為時有發(fā)生，但由于森林巡查工作覆蓋范圍較廣，無法及時進行有效舉證，加大森林執(zhí)法難度。而無人機搭載視頻傳感器、可見光相機，可用于森林資源的日常巡檢，其快速響應能力，可大大提高林業(yè)執(zhí)法部門的作業(yè)效率。如接到盜伐林木案件，可攜帶無人機快速趕到現(xiàn)場，對盜伐林木現(xiàn)場進行航拍，精確獲取盜伐濫伐的面積、株樹，加強監(jiān)控非法采伐活動。在違法征占林地，毀林開荒等案件中，無人機還可通過航拍快速獲取影像圖，分析森林遭受破壞的點位和損毀程度，以便及時對征占林地、毀林開荒等毀林行為進行矯正和處置。

無人機巡查與監(jiān)管

無人機技術項目實踐

隨著無人機技術的成熟和普及，我公司將無人機技術與林業(yè)項目結合，不斷拓展無人機在巡查監(jiān)督、森林防火、樣地調查、圖斑判讀、樣地舉證、病蟲害識別等方面的應用，推進高效便捷的完成工作任務。以下是我公司在無人機技術應用的典型項目案例。

海淀區(qū)生態(tài)林地核查項目

無人機在該項目主要用于鳳凰嶺山區(qū)林地的調查，應用方向有圖斑巡檢、森林防火、病蟲害監(jiān)測等方面。

圖斑巡檢：在生態(tài)林日常全覆蓋監(jiān)督檢查中，借助無人機巡航拍功能可高效、便捷、全方位對山區(qū)進行巡查，最大限度節(jié)約人力物力，提高監(jiān)督檢查效率。

森林防火：在森林防火巡查過程中，使用無人機可及時到達起火位置，便捷高效的替代檢查人員在野外復雜惡劣的環(huán)境實時監(jiān)測火勢，為消防救援工作提供有力保障。

病蟲害監(jiān)測：通過利用無人機航拍獲取的高分辨率影像或者低空飛行拍攝照片資料，確定變色木、枯立木等異常點位，有效判斷目標區(qū)域林木健康狀況、病蟲害分布范圍等情況，為森林病蟲害精準防治提供快速實時的監(jiān)測預警信息，從而有效提升森林病蟲害監(jiān)測工作效率。

無人機遙感監(jiān)測與巡查

貴州省大方縣林草濕生態(tài)監(jiān)測項目

無人機在該項目主要用于樣地調查舉證、森林督查變化圖斑核實等工作。

樣地調查舉證：借助高精度無人機，核實林木資源種類、數(shù)量、結構、分布、質量、功能、保護與利用狀況以及公益林、石漠化現(xiàn)狀和變化情況，大幅提高生態(tài)綜合監(jiān)測數(shù)據(jù)庫精度，為全面評價森林、草原、濕地資源質量和生態(tài)狀況、科學開展生態(tài)系統(tǒng)保護修復、監(jiān)督管理、林長制督查考核、實施碳達峰碳中和戰(zhàn)略等提供決策支撐。

圖斑核實：采用無人機可高效判斷灌木林地是否演變?yōu)閱棠玖只蛑窳值亍⑹欠癜l(fā)生地類變化、有無違法現(xiàn)象發(fā)生、森林面積有無增減等森林資源變化情況。通過無人機實時監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)森林資源變化問題，提高了森林資源保護監(jiān)測工作效率。

無人機監(jiān)督巡查

前景展望

無人機技術的應用，為林業(yè)從業(yè)人員極大地提高工作效率的同時，還提高了監(jiān)測工作質量。清研集團積極探索無人機在林業(yè)資源監(jiān)測中的應用，目前在生態(tài)林核查、林草濕調查監(jiān)測等項目實踐中獲得豐富的經(jīng)驗，同時也在北京市河湖巡查監(jiān)測、北京市退耕還林地塊核實等項目中積極拓展應用。未來將會繼續(xù)探索無人機在無人機遙感、生態(tài)系統(tǒng)修復、生物多樣性保護、外來入侵物種調查以及林業(yè)有害生物防治等方向的應用，持續(xù)助力森林資源監(jiān)測與保護工作。

撰稿 | 張茜玲 王冠明 清研集團農(nóng)林研究部研究員

編輯 | 陳澤璽

圖片 | 網(wǎng)絡