林業工作中無人機技術的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了林業工作中無人機技術的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要:林業研究是林業資源管理和保護的基礎研究工作，數據和調查信息的真實性和準確性與林業經濟和林業資源的可持續發展有關。這是經營林業業務的先決條件和不可替代的條件。伴隨著科學技術的不斷推進，無人機遙感技術的出現給林業研究者帶來了方便，并有效地增強了林業研究的安全性，提高了效率。在此基礎上，本文對無人機技術在林業研究中的相關應用進行闡述。

關鍵詞:無人機技術;林業調查;應用實踐

引言

當前現代科學技術的飛速發展，無人機技術也不例外，并且該技術已廣泛應用于地質調查、天氣監測和安全等各個領域。其可以收集高分辨率照片并進行分析，有效補償傳統衛星遙感信息采集的缺點。在林業工作中，無人機技術的應用節省了大量的人力和物力，減少了人員的工作量，提高了林業工作監測管理的質量標準。

1無人機技術概述

1.1無人機技術的優勢

當前的林業研究迫切需要更準確的數據來為林業發展提供數據支持，但是常規的林業調查通常既麻煩又困難，常常必須深入研究山脈和林地，并且對短工作周期和數據準確性有很高的要求。無人機技術具有高靈活性、快速響應、高分辨率和寬范圍的優點。其可以減少人工審查的時間，減輕勞動強度，滿足林業研究的要求，大大提高了林業研究的質量。因此，與傳統的研究方法相比，在林業研究中合理使用無人機技術具有許多優勢，如可以快速、準確地獲取林業信息，從而提高調查質量。與傳統的衛星遙感技術相比，無人機技術具有更大的靈活性，特別是在某些緊急情況下，可以保持對地面的遠程監視，不僅可以防止人員遇到危險，而且可以實時監測林業面積，有效提高林業調查研究的速度。

1.2無人機技術的特點

1.2.1結果全面無人機技術通過剪切DOM文件使林業研究工作更加方便和高效，使其成為一種全新的瀏覽軟件。無人機技術可以使用相關軟件和技術對林業數據信息進行三維建模，從而可以直觀地顯示林業調查信息并提高林業調查數據的準確性。同時，無人機技術可以自動剪切跟蹤數據的結果和圖像，有效防止視角變形，使其成為良好的衛星遙感圖像。此外，無人機技術可以執行自動地形分析，補充DSM模型并提高林業研究的安全性和速度。

1.2.2自動處理無人機遙感技術可以準確地獲取林業數據并自動處理收集到的林業數據，為林業研究提供精準度更高的數據信息。同時可以對自身捕獲的材料和指標進行更科學的校正，并為林業調查數據和科學計算的準確性提供了有力的保證。在使用無人機進行航空攝影時，可以使用GPS定位信息系統合理地處理航空攝影的結果。此外，無人機技術還可以轉換收集到的林業數據的格式，從而有助于成功執行調查工作以跟進林業測量工作。

1.2.3反應快速快使用無人機技術可以快速處理林業數據以進行分析和監視，這大大減少了數據處理時間，并且硬件要求低，可以更好地保證林業檢查系統的正常運行，而信息數據可以提高效率收集和處理。

1.2.4分辨率高無人機的遙感系統能夠以標準化格式輸出跟蹤的林業數據，從而將攝影技術以及工程和勘測工作有機地結合在一起。在使用無人機技術進行林業研究的過程中，GPS系統可以準確計算相關的地理位置信息，同時使監測數據的準確性適應研究需求，從而提高空間分辨率，準確化林業調查的結果。

2無人機在林業工作中的應用

常見的林業任務主要包括林業病蟲害監測、林業資源研究、野生動植物保護與管理、林業防火和綠化等。如今，隨著3S技術的發展和我國實時圖像和視頻傳輸的逐步采用，讓無人機技術在林業日常經營中使用起來，大大提高了工作效率和準確性，節省了勞動力和物質資源，具有明顯的優勢和廣闊的應用前景。在林業中使用無人機的好處是巨大的。隨著我國科學技術的飛速發展和3S技術等先進技術的出現，無人機也得到了相應發展，配備了攝像頭，以及用于傳輸數字圖像等系統。其通常用于林業作業中，可以全面提高林業作業的質量和效率，并且有著極大的未來發展前途。

2.1在林業調查中的應用

當前，在林業資源研究中，通常將遙感數據或一些林業文件用作參考源，現有調查結果用于室內研究，現場調查人員根據室內研究結果進行現場調查。盡管此方法完成了林業調查工作，但主要缺點是未使用實時圖像。在野外調查期間，對于一些更具挑戰性的環境或地區，野外調查人員無法確定指定時間內的林業地區實際情況。無人機的使用可以進行實時記錄，在很短的時間內進行全面的林業勘測，獲得高分辨率的圖像，包括林業的平均高度、胸徑和其它信息。并可以幫助野外研究人員及時準確地保護林業。在分類的情況下，還可以獲得全息3D個體木材信息。林業調查應結合相關的實踐經驗，要求野外研究人員對林業進行深入研究，并對各種因素進行系統而全面的研究。林業研究是困難而危險的，特別是在某些地形困難的林業地區。而無人機技術可以適應這種具有挑戰性的環境、地形等，并且可以獲得準確而完整的林業管理信息，進而確保研究人員的健康和安全。

2.2在林業管理中的應用

在林業中，非常重要的內容之一就是做好管理工作，最大的問題是林業砍伐。此外，還有自然災害，反映在火災、暴雨、臺風、病蟲害中;人為破壞，體現在大規模的人為開墾和林業砍伐中。如果不采取有效措施保護林業資源，將會破壞環境，并產生不可逆轉的后果。因此，加強林業管理非常重要，在林業中使用無人機技術可以了解林業被破壞前后的情況，這有助于林業部門科學地監測和審查該地區林業資源的情況以發現林業問題，并及時向有關部門反饋，解決問題，更好地保護林業資源。關于破壞或非法占用林業資源的問題，負責的林業經營管理部門應充分重視對受損林業和非法占用林業面積的科學預測和計算。案例研究表明，現代林業面積測量方法包括視覺草圖和計算(通常由工人觀察)，在地形圖上確定林業區域的地形位置，然后使用如測距儀之類的工具來計算面積。但是，此方法的實際應用更為復雜，并且取決于人為因素，一旦發生某些錯誤，則無法有效保證字符質量。GPS測量主要基于GPS定位，員工進行實際測量時必須佩戴GPS。定位系統測量步行距離并形成一個閉合圓以計算面積，GPS定位器輕巧先進，可以提高計算結構的準確性和效率。在某些應用中存在一些缺點，需要本領域技術人員來解決。在研究區域內進行了現場調查，不能保證研究區域的地形和周圍環境。不可避免地會出現一些安全問題，如果提前采取預防措施，將會有射擊的危險，并且會影響射擊的準確性。儀器測量更為傳統，通常在沒有地形圖或定位系統的情況下使用。盡管此方法可以測量區域面積，但從客觀角度來看，其可以獲得的信息很少，林地數據的結合來衡量該地區的受損面積和工作量非常多。

2.3在火災監測中的應用

一旦林業發生火災那將是一種突發性、高破壞性事件，是對林業資源影響最大的自然災害。對于林火，不當使用人工火引起的火災占90%以上。林業火災監測是林業管理的主要內容之一，救援人員必須按時到達火場，撲滅大火非常重要。傳統的火警監視是由專職人員輪流巡邏或使用衛星進行觀察的，人工的檢查對天氣、環境和其它因素極為敏感，并且測試區域小且效率差。衛星監測受到時間和空間分辨率的影響，獲取信息的時間非常長，無法及時發現早期火災。無人機技術可以實時跟蹤大面積的林業火災，及時發送信號并報告火災情況，從而使消防人員能夠及時撲滅大火。如，山東省林業局使用無人飛行器及時收集林業火災信息，準確分析火災狀況、位置和面積等重要信息，最終很快消滅了火災。

2.4在林業有害生物監測防治中的應用

當前，我國林業活動中的病蟲害監測與控制主要包括使用黑光燈捕獲和噴灑農藥。但是，隨著我國林業面積的逐步擴大，在氣候、環境、病蟲害等各種自然因素的影響下，林業病害也呈現出逐漸上升的趨勢，傳統的病蟲害監測和防治方法不再有效。使用無人機可以大大提高生物監測和控制的質量和效率，并減少病蟲害對林業的破壞。在我國的某些地區，無人機被用來控制病蟲害。如，在山東省的某縣，無人駕駛飛機被用來監測和控制影響該地區橡膠樹的病蟲害。實際應用表明，無人機噴灑農藥的效率大大提高，用無人機噴涂1h對應0.2h的手動控制。其可以實時跟蹤疾病和蟲害，并采取有效措施加以預防。此外，山東省的某縣還使用無人駕駛飛機操作植保機，在紅果醬樹上噴灑農藥，從而達到防治病蟲害的理想成果。以上幾種方法在進行計算時取決于主觀和客觀因素，不能保證測量結果的準確性。但是，使用無人機技術可以快速而準確地獲取有關林業資源各個方面的信息。同時，還可以使用其高分辨率相機從不同角度觀察和拍攝林業區域，結合適當的工具來組建團隊并計算位置，以計算有關所拍攝圖像數據的信息。最重要的是，無人機技術具有高度的適應性，并且不受天氣和地形等因素的影響。就測量精度和及時性而言，無人機是最佳選擇。

2.5基于RTK技術的無人機應用

基于3DRTK的建模技術簡單的圖像位置估計操作，一旦獲得圖像匹配結果，就可以估計圖像的整體一致旋轉參數，進而讓其轉換為標準坐標系，實時圖像安裝效率和重建的初始值很高。但是，重建的精度取決于RTK的精度，因此需要具有高精度單點定位RTK的無人機。在執行RTK數據處理時，主要使用專業數據處理軟件，如CASS9.1。通過該軟件，可以根據RTK收集的數據繪制地形圖。目前，許多無人機都使用RTK技術，以使森林調查更加準確和高效。

3林業調查中對無人機技術應用需要優化的問題

3.1拼接與幾何校正

當前，無人機所使用的幾何校正大多數都是多項式校正，其精度相對較低。林業調查(如二級圖像)要求的準確性相對較低，但必須滿足最基本的要求。來自無人機的遙感圖像的幾何校正已經成為技術領域中的研究領域之一。實時傳輸由無人機捕獲的數據，并且實現其與地形和其它關聯數據的有效對準，則可以大大提高其幾何精度。無人機雖配備小型數碼相機，可以捕獲大量圖像，但是其圖像尺寸較小，還需要仔細研究諸如快速圖像拼接的技術。

3.2計算機紋理分析

在進行林業調查時，通常需要確定樹木的種類、密度和植被直徑，以便計算林業儲量。可以從無人機捕獲的圖像中準確判斷此類數據，但實際進度受到嚴重限制。因此，有必要積極提高無人機航拍圖像的分辨率，豐富紋理信息，使用計算機分析其紋理，更準確地獲取這些信息。

3.3升降與抗風技術

林業調查通常需要在山區進行，因此很難找到符合無人機起降標準的地點。在惡劣的現場條件下，很容易損壞無人機。當使用小型無人機時，通常其高度很難滿足林業勘探的需求，并且低空運行受風速和風向影響很大，一般可以通過增加無人機的重量來提高抗風能力。但由于起飛、著陸和電量的限制，無人機無法隨意稱重，而且重量增加了無人機的能耗。因此，對于無人機技術在林業研究中的應用，解決無人機起升技術或在提高抗風性能的同時降低起升要求非常關鍵。

4對策建議

4.1進一步提高無人機性能

目前，無人機用于許多領域，我國的無人機生產技術處于世界領先地位。但是，無人機技術在林業研究中的應用還處于初步階段。在化學制造和其它方面仍然存在許多挑戰，并且需要通過進一步深入的研究和開發以確保其應用來增加對無人機的生產投資并提高其性能。

4.2組建無人機林業調查專業隊伍

在公司招聘合適的技術人員，對部門人員進行技術培訓，并通過選擇技術人員組成專業團隊。林業主管部門應高度重視在林業研究中使用無人機，特別是培訓專業人員和技術人員，大力支持建立專業團體，并促進無人機在林業研究中的廣泛使用。

4.3制定無人機林業調查技術標準和規范

無人機林業研究尚沒有技術標準和規范，林業研究部門的要求也因地區而異。需要為使用無人機的林業勘探制定一套完整的技術標準和規范，為不同地區、不同類型的無人機，不同負荷和不同公司創建適當的標準，并統一無人機的技術參數、基本操作程序和數據處理方法等，進而促進無人機在更多地區的普及。

5結束語

綜上所述，無人機技術在林業中的應用還處于起步階段。為了充分利用無人機技術的功能優勢，有必要增加技術創新并不斷提高無人機的技術水平。無人機特性的另一個更新和改進，同時有必要進一步擴大無人駕駛技術的推廣和應用，以更好地為林業事業服務，為林業事業的可持續健康發展作出貢獻。

參考文獻

［1］覃思泉．無人機技術在林業調查工作中的應用探討［J］．南方農業，2020，14(29):66－67．

［2］徐興東，呂永進，王相波，管其義．試論無人機技術在林業工作中的應用［J］．農業與技術，2020，40(18):83－84．

作者：劉雨絲 單位：廣西壯族自治區林業勘測設院