浅谈无人机技术在森林资源保护及森林防火工作应用

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷第7期   作者:欧阳凯
[导读] 新时期利用无人机技术能够获取生物量信息,开展病虫害防治工作,并且大大提升森林火灾监测和扑救质量。
        欧阳凯
        融水苗族自治县林业局  广西 融水  545300

        摘要:新时期利用无人机技术能够获取生物量信息,开展病虫害防治工作,并且大大提升森林火灾监测和扑救质量。本文讨论无人机在森林资源保护和森林防火中的作用,最后分析如何利用无人机开展森林资源保护和森林防火工作,希望对相关研究带来帮助。
        关键词:无人机技术;森林资源保护;森林防火工作

        在大力倡导生态文明建设的今天,我国积极开展森林资源保护工作,通过分析森林面积、树种、生物多样性有利于加强林业工程建设。利用无人机航测技术可以减少野外作业风险,提升调查效率。此外,还可以将无人机用于森林防火工作当中,及时消除安全隐患和提升火灾扑救效率,减少林业资源损失。因此,今后需要加强无人机技术和林业工程建设的结合,以下对相关内容进行分析。
一、无人机在森林资源保护和森林防火中的作用
        在森林资源保护工作中森林资源调查是主要内容,需要分析林地范围、生物多样性,掌握林木数量生长情况,进而为后续的林区保护工作打下坚实基础。比如科学划分现有区域以及实际政区,还有利于开展小班区划工作、明确权属关系,特别是在林木茂密以及山高沟深的区域人工调查效果不佳,利用无人机技术可以确保搜集信息的及时性和准确性[1]。
        近年来,遥感技术在无人机上得到了有效利用,可以对森林全天候监测及时反馈火情预警和相关信息,最大程度降低损失。在控制人员规划路线下,无人机可完成空中监察任务,并且无需起落场地。消防中心通过分析图像判定发生火灾的区域,然后组织人力开展火灾扑救工作,比如利用多轴飞行器多角度分析起火位置,实现精确定位,有效弥补了巡查人员工作任务重、巡查面积小的不足。
        在保护林业资源的过程中,使用无人机需要操作人员掌握相关操作技术,而前期通常需要进行一段时间的练习,比如在准备工作过程中要把握好空间距离,避免无人机与林木剐蹭导致无人机损坏。一般驾驶人员需要了解无人机的相关功能,初学者可以自动设置为飞行模式帮助操作人员纠正云台路线。在起飞之前,必须保证无人机电量足够,控制器操控具有灵活性。同时要根据拍摄具体要求控制无人机高度和拍摄角度,对于操作人员来说,需要利用地形图操作,一般无人机需要搭载芯片或者定位系统,以此发现林区火灾或者病虫害发生情况,而重量较大的无人机一般还可以搭载喷药设施以及灭火器,之后再操作人员遥控下对重点区域进行处理。
二、如何利用无人机开展好森林资源保护工作
(一)在林木调查规范中的利用
        以往的林业资源调查工作以及林地种类界定过程中主要是林业工作者进行实地勘察,不仅调查周期长,调查的内容还可能存在遗漏,而利用无人机航测技术可以在遥感技术支持下灵活勘察目标区域,通过图像完整、直观的呈现,使得林业资源管理工作开展更加轻松。此外,利用无人机的过程中可以搭载激光雷达平台,进一步提升林地检测的准确性[2]。
(二)提取林地生物量信息
        通过无人机航测可以测算林区内生物量信息,比如利用高分辨率影像掌握一定范围内的生物量,然后利用面积对象分类法估算单木树冠面积。以往的林地资源调查主要利用卫星影像,不过成像信息分辨率偏低,通常只能大范围估算,无法保证计算精度,通过无人机航测技术可以解决以上问题。


(三)高质量开展森林巡护工作
        以往森林资源巡护主要由巡查人员在林区中穿梭,然而该方式受地势地形影响较大,对巡查人员体能要求较高,巡查时间较长,并且无法保证安全性。利用无人机可以可在十几分钟的时间完成辖区巡护工作,并且无人机可以搭载喊话器,比如发现破坏森林资源行为可及时喊话,避免林业资源受到破坏,还可以通过航拍影像掌握受破坏林地的位置、面积[3]。
(四)进行森林病虫害监测和防治
        随着人工造林面积的增加,部分林区由于单一种植树种使得病虫害破坏性也在增强,并且部分林区病虫害监测预报水平偏低,防治手段落后,导致大量林业资源受到破坏。利用无人机航测技术可以进行大范围监测预报,有效监测病虫害范围,特别是在人工调查无法到达的区域有明显作用。开展病虫害防治过程中还能利用无人机喷药,减少了对工作人员带来的危害,比如在喷药过程中能够利用无人机调节高度以及药滴的大小,不仅能够减少药物使用,同时还提升了防治效率,利用无人机每天可防治20-33公顷,效率远远高于人工防治。

四、如何利用无人机开展好森林防火工作
(一)火灾上空作业
        以往的监测设备在森林发生火灾后,由于浓烟较大无法保证近距离观察质量,甚至会对观测人员安全构成威胁,利用无人机可解决以上问题。通过远距离操控设备,将无人机移动到火灾发生区域,然后将信息传递到监测中心,主要是搭载高清摄像机呈现林火发生态势。此外,无人机可搭载灭火弹对森林小火精准投放,进而为地面扑救人员争取宝贵时间,特别是部分地势险峻的林区或者夜间起火后不便于扑救,通过搭载灭火弹可以降低灭火成本。
(二)全天候监测火情
        当前森林火灾监测对多种技术加以利用,以此打造立体化监测体系。无人机巡护范围广、机动性强、性价比高,可对林区的大部分盲区覆盖。通过装载高清摄像机、红外线成像仪等专用设备并借助GPS定位系统、图像识别技术按照预定线路巡查,也可以针对重点区域改变飞行轨迹。无人机能够持续性的开展监测工作,在森林火灾预警方面有着重要作用,而林火发生后也能及时确定起火位置,进而在初期投入人力物力灭火,避免火势蔓延。通过无人机空中悬停拍摄大大缩短巡视时间,并且可以在夜间使用红外线完成监测工作,而无人机的起飞和回收十分便捷,对周边环境要求不高,因此在当前森林防火工作中利用越来越多。
(三)森林火灾发生后余火监测
        开展森林火灾扑救工作主要依靠消防人员现场巡查和留守清理,不过一些面积大和林情复杂的火场处理难度偏大,这是由于林火多为无烟或者青灯,隐蔽性强,依靠人工巡查通常在余火范围扩大后能够发现,加之火场周边较为干燥,稍有疏忽会导致火势再次蔓延。利用无人机搭载红外相成像仪可以在空中监测余火,利用全球定位系统显示热值分布,明确火场易燃区域,进而为地面消防人员清理余火提供帮助[4]。
(四)火灾调查和灾情评估
        发生森林火灾后,调查和评估工作需要尽快开展,特别是调查起火原因和起火点时要保证时效性。不过发生森林火灾后火场环境较为复杂,存在很大危险性,不利于调查人员接近。借助无人机技术可以在火情发生后及时介入监测周边环境,缩小起火点的调查范围。因此相较于传统的火灾调查方法无人机的安全性、灵活性、时效性更加明显,比如搭载测量技术和定位系统、图像识别技术分析,有效减少灾情评估工作量。
结束语:
        综上所述,目前无人机在影视拍摄、灾难救援等领域发挥出了重要作用,将其用于林业工程当中可以降低巡查人员工作量,收集更加全面的监测信息,所以在今后的林业工程中需要继续积极利用无人机技术,切实保护林业资源。
参考文献:
[1]于海涛,杨丽晓,陈怡研.无人机技术在雾灵山森林防火中的应用[J].花卉,2020,11(24):173-174.
[2]王振生.浅谈无人机技术在林业调查工作中的应用[J].农村科学实验,2021,22(1):95-96.
[3]杨丽艳.无人机技术在洮河林区森林资源管护中的作用[J].种子科技,2019,37(3):33.
[4]刘媛媛.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的运用[J].科学技术创新,2020,22(17):147-148.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: