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浅析无人机技术在祁连山林业调查规划设计中的应用

2021-12-07

农业科技与信息 2021年10期
关键词:祁连山航拍遥感技术

潘 欣

(甘肃祁连山国家级自然保护区管理局,甘肃张掖734000)

1 祁连山林业调查规划设计工作发展现状

林业调查规划设计,即在所管辖区域内对森林资源的相关情况进行勘察和记录,并在此过程中推进相关工作,对调研结果进行可行性分析,运用科学的规划方式对后续工作进行安排。森林调查主要包括两方面,一是对林业用地的自然属性进行勘察,二是对其非自然属性进行了解,总的来说就是对森林资源的情况进行分析和总结,对其目前的经营、使用等作出评估,并在此基础上制定出符合未来发展的经营和使用计划,实现森林资源的可持续发展[1,2]。

当前,根据调查目的和范围,我国的林业调查主要有全局调查、区域调查及企业调查3种方式。全局调查的范围是全国,区域调查的范围主要是县(区),企业调查主要针对相关企业。由于不同地域的自然环境差异较大,工作人员在遇到极端恶劣天气时进行野外工作的难度较高,会延长林业调查规划设计的时间,同时还会耗费大量的脑力和体力,并且进行批量调研是极其危险的[3]。因此,林业管理制度还需进一步完善,并要不断提升林业技术人员的水平和能力,使他们能在复杂、高压的工作环境中高效完成调研工作。

2 无人机的技术特点及优势

2.1 无人机的技术特点

2.1.1 灵活性突出,环境适应性较强 无人机操作较为灵活,不像人工驾驶飞机需要考虑诸多因素,并且能够去到人工驾驶飞机不能去的地方(如特别危险的区域)。在进行监测、拍摄工作时,如果环境及条件较为危险,可采用无人机进行航拍[4]。另外,无人机较为轻便,不像人工驾驶飞机体型较大,且操作起来相当灵活,在进行勘测时能适应各种环境变化。

2.1.2 功能多样,配置灵活 无人机的功能较多,且其功能性设备都可进行拆卸重组,也就是说在什么情况下需要何种设备都可提前调整。该功能性设备也叫云台负载物,功能多样,调整起来也极为灵活。一般在进行无人机系统设计时,都会对其功能进行合理规划,这样在遇到不同任务时可进行不同功能的调整,充分发挥无人机的灵活性。

2.1.3 信息获取能力增强,任务执行更具精准性随着科学技术的快速发展,人工智能也迅猛发展,随着4G、5G无线终端的产生,无人机技术也逐步开始与其结合,信息收集更为快速和精准,并能将收集到的信息第一时间反馈到任务中心,保证了信息传递的及时性和有效性。另外,无人机技术还能根据不同的任务进行调整,能最大程度的提高工作效率。

2.2 无人机的技术优势

2.2.1 自动化的处理 无人机遥感技术不仅能实现信息的自动获取,还能对信息进行高精度的自动处理。在无人机进行航拍前,提前对相关的摄影工具及设备进行修正,使其在后续的拍摄工作中能提供较高精度的测量和计算。航拍过程中不需要对摄像机的镜头进行随时调整,只需保持地面的GPS信息系统是启动状态,操作人员便可对摄像机所收集到的信息进行处理,并将收集数据进行适当的转化。另外,操作人员可事先准备能够读取和识别的文件,以便与测量软件进行更好的连接。

2.2.2 调查结果的全面性 无人机遥感技术能将DOM文件进行切割,之后形成新的、更方便工作人员查看的浏览软件,在该浏览软件中,能将相关的信息以三维立体模型呈现,使得信息传递的速度和精准度更高,同时还能对相关的监测结果及图像进行自动修改及切割。该浏览软件还能确保观测角的正常,防止其发生畸变,并有助于形成良好的卫星遥感图像。另外,该系统中还有能自动分析地形的软件,能形成DSM模型,结合GIS软件的使用获取相关的距离和坡度,便能计算出等高线的值。

2.2.3 高空间分辨率 无人机遥感技术借助于计算机优化技术和空间算法,可以对采集到的数据进行处理,得到最佳结果。同时在应用中还能自动锁定信息,通过摄影和测量技术将锁定的目标信息以标准化格式文件输出。另外,无人机遥感技术在GPS基础上,能够准确计算林业地理位置,而无需再应用其他软件,还能够随时通过设置来改变测量的精度。经过多次反复测试,无人机遥感技术可有效控制轮廓线与1∶20的比值,显著提高空间分辨率。

3 无人机技术在祁连山林业调查规划设计中的应用

3.1 林业虫害调查与防治

一直以来,林业病虫害管理都是祁连山林业管理工作的重点和难点,在林业病虫害管理中应用无人机遥感技术,能借助专业的设备对林地生态资源的各项情况进行实时监测,并通过相关的系统分析进行病虫害预警防治,同时判断病虫害的等级。在此过程中管理人员根据无人机遥感技术所获取的信息进行更深入的分析,对林地资源病虫害等级进行分析和评估,从而选择更加经济、合理的方案解决病虫害问题。另外,还可以将无人机技术与喷雾技术相结合,利用无人机的优势对人工无法进行喷雾的地方进行喷雾,解决现有人工及技术的短板问题,从而更好的解决相应的病虫害问题,促进林地资源生态系统建设[5]。

3.2 监测和防范森林火灾

无人机技术除了能对病虫害进行有效的防治外,还能在勘测森林火灾方面发挥重要作用。一旦引发森林火灾,不仅会造成林地资源的损失,还会造成人员伤亡,由此对生态环境造成的破坏是不可估量的。以往都是采用人工方式对祁连山林地进行森林火灾防治和勘测,一方面无从探悉林地资源的全貌,另一方面存在较大的危险。无人机则可避免此类问题,可在森林上空对祁连山林地的全部区域进行有效监控,并通过摄像机对相关情况进行记录,为工作人员提供参考依据,从而高效且安全的完成火灾监测任务[6]。当遇到极端恶劣天气时,可以搭载红外成像系统,这样能避免天气原因给无人机造成的相关障碍,实现火势情况的实时获取,为现场救灾管理提供强有力的参考。

3.3 林业执法管理

无人机技术还可以运用到林业执法管理中,在祁连山林业执法中实现远程监控,利用无人机开展日常的监测、检测等工作,并进行不定期的航拍,使日常巡检工作更加简便。无人机巡检能大幅降低巡检难度、简化巡检流程,使巡检工作有序进行,并有效避免出现漏洞。无人机巡检一方面能快速的收集巡检信息,另一方面能对相应的信息进行及时处理,一旦发现异常可利用无人机找出异常点,并在此过程中制定可行的解决方案,实现林地资源的高效管理。在利用无人机进行巡检的过程中,可以对祁连山林区的相关问题及工作重难点进行整理分类,进而在林业执法中有针对性的采取相应措施,在面对重难点问题时能击中要害,利用网络、数字化优势高效开展执法管理工作。利用无人机进行林业执法管理,能更好地贯彻落实林业法规,对林地的高效管理及实现林地资源的良好发展具有重要意义。

3.4 支持造林工作有序推进

造林工作首先要选择适宜的造林地块,通过无人机进行航拍,能在短时间内扩大祁连山林地选择的范围,在尽可能大的范围内选择更加合适的地块进行造林。同时,无人机航拍能对造林地块的周边环境进行全面的勘察,对林地类型、土壤状况等进行详细了解,并对当地气候环境和河流情况作出评估,判断其是否满足造林条件。在造林验收环节,也可以借助无人机技术对现场的具体情况进行实时航拍,进而对各项指标进行检验,判断其是否达到了造林目标。

4 结论

随着科技的创新和发展,无人机遥感技术被逐渐应用到林业行业,但要进一步提升林业资源的发展优势,实现良好的林业管理,还需要对无人机技术的应用进行完善。祁连山林业资源调查应充分发挥无人机遥感技术的优势,提高林业资源管理的效率和质量,真正解决林业资源日常管理中的重难点问题,简化林业管理流程,促进祁连山林业资源的可持续发展。

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