汤后良

（丽水市莲都区老竹林业工作中心站，浙江莲都 323000）

1 丽水市莲都区林业地域特点

莲都区境内山脉分属括苍山、洞宫山、仙霞岭山系，地形属浙南中山区，以丘陵山地为主，间有小块河谷平原，丘陵面积857.1 km2，占总面积的57%；海拔 1000 m以上山峰23座，最高处为南部峰源乡的葑垟尖，海拔1795 m，最低处为紫金街道下风化村的河漫滩，海拔40 m，海拔极差为1755 m；主要平原有碧湖平原和城郊平原。

林业资源状况。根据2018年森林资源调查，全区土地面积14.93万hm2，其中林地面积11.76万hm2，占土地面积的78.75%；活立木总蓄积496.9万m3，森林覆盖率77.15%，林木绿化率78.1%；重点公益林保有量6.81万hm2。

2 无人机在莲都区林业应用的迫切性

2.1 林区资源管理需要精准的数据支撑

林业资源调查周期短，数据要求精确。无人机的遥感系统，机动、快速、分辨率高，非常适合林区开展调查作业工作[1]。

2.2 林区作业队伍迫切需要高水平的技术装备

从事林业工作，工作量大，跋山涉水，工作环境恶劣，而且强度较高。无人机应用能够减少外业工作时间，降低劳动强度，提高工作效率。

2.3 无人机作业需要规范工作流程

无人机林业初步应用缺乏流程化、规范化，没有形成规模化的应用成果和体系。需要相关的主管部门总结经验，建立标准规范，加强体系建设、队伍建设。

除上述概述内容外，林区火灾救援，也迫切需要无人机加入无人机可以快速辨别火灾点，图传到监控系统上，林区工作人员即可展开工作，省时、安全，所以说林业发展中无人机是必不可少的[2]。

3 无人机技术特点

3.1 环境适应能力强

无人机顾名无人驾驶，消除了驾驶员的影响因素。由此，适合人力不及的地区作业，像是：森林深处、重灾区等等，能在保证人员零伤亡的基础上，出色完成任务目标。

3.2 执行多样化的任务

综合体积、承载等因素，无人机的载配相当灵活。而且，多数无人机的云台是可以灵活拆卸的，以便于灵活载重不同设备，满足不同行业的作业任务要求。而且，当前无人机的设计采用平台化、模块化，方便根据不同任务灵活调整，充分体现无人机的系统平台优势。

3.3 精准执行各项任务

人工智能、大数据技术的进步发展，4G、5G等通信技术与无人机载体的高度融合，无人机采集地面信息将与地面指挥中心的同步互联。地面指挥中心则根据不同任务选择不同的任务板块，以精准执行各项任务指令。

3.4 高效率、低成本、操作简单

较传统飞机，无人机的操作更简单，日常维护、保养费用更低。驾驶员在地面实现对无人机的远程遥控，无人机搭载设备模块，如：多光谱仪、遥感设备等等，实现对不同目标区域的精准作业，大大节省人力，降低投入成本，获得较高的效益回报。

4 无人机在基层林业中的应用需求

4.1 森林防火救灾

森林火灾，是那些失去人为控制，对林业、民众等造成损害的林火行为，具有突发、蔓延快、火势强、救援困难等特点。传统森林火灾救援，需要消防员抵达现场，依靠消防水车、直升机灭火等手段进行。该种救援模式暴露的弊端，火灾面积大，多种消防器械难到达。火场火势凶猛，能见度低，消防人员时刻有生命危险。面对这些问题，应用无人机成为突破口。可指挥无人机抵达火灾现场，借助高清相机、红外相机等准确判断火情，分析原因制定详细的救援方案，大大降低人员伤害。此外，无人机可搭载灭火弹、灭火吊桶等灭火器械，很好扑灭小面积的火情。

4.2 森林病虫害监测防治

病虫害对森林系统造成的危害不亚于森林火灾，当前，针对病虫害防治的手段，以黑灯诱杀、人工喷施农药、昆虫网诱捕等为主。但是，往往防治赶不上扩散，精准喷施效果不理想，防治效果不好。对此，无人机用于林业病虫害防治，可事先预定巡航路线，精准定位林业病虫害、枯死树、异常树等情况，结合大数据分析为林业病虫害防治提供准确、科学、合理的数据依据。同时，以航拍减少人工跋山涉水劳力输出，降低意外情况对人体的人身危害[3]。

4.3 林业的执法管理

国内森林面积广阔，森林腹地物产丰富，为人类发展提供丰厚的物质资源。当前，个别不法分子牟取短期利益，不惜砍伐树木、猎杀野生动物、非法占用耕地等等，严重破坏森林系统。传统的林业执法，靠群中举报、护林员巡检等等，这些方式覆盖面窄、执法时效性差，难免有漏网之鱼。尝试无人机联合执法，能做到及时反馈、快速响应，准确定位违法位置，跟踪违法分子，以高空喊话、警告等制止违法行为。同时，还能准确掌违法的伐林木数量、面积等等，为执法提供强有力的证据。

4.4 林业资源调查

林业资源调查，旨在掌握林区范围内动植物生长及环境的变化情况，为后期林业政策调整，编制系统的林业经营计划，提升营林的服务效果保驾护航。该项工作投入量大，工作环境复杂，调查内容多杂乱。

无人机的介入，因机动、迅速、灵活，能迅速到达调查作业区域，适时获取航拍数据，承担其多地取样的任务。同时，搭载的高分辨率正射影像，可自行进行校正判读，替代人工户外作业，大大降低人工劳力输出，确保调查的准确性和效率性。2020年莲都区已用无人机调查辖区枯死松木数量，并取得不错效果。

5 无人机在基层林业中的应用研究

5.1 高效解决森林防火的问题

在林业防火问题上，国内已应用过卫星遥感、视频监控、直升机巡查等方法。这些年，为降低成本、避免人员伤害，围绕无人机建成的预警防火系统成立。该系统以火情监测为主，综合GPS、数字成像传输、红外线成像等技术，实现了森林防火的高效、稳定、迅速。系统中的无人机，可飞行离地800～2000 m的高度，搭载的红外线探测仪能准确监测火灾的位置、大小、范围等信息，并将这些信息同步传输到地面防火指挥中心。

该系统中，为救灾现场的消防人员，随身携带便携式图像接收设备，适时接受无人机观测火场态势图像和数据，勘察已灭明火区域，及时发现暗火并组织扑灭，提升整体救灾能力。系统中，还配有定位跟踪器，能迅速锁定火场中有生命迹象的个体，对其迅速组织救援。整个系统的应用，实现了火灾的早发现、早预防、早扑灭，真正将大灾变小灾、将有灾变无灾。

5.2 有效防治林业病虫害问题

国内林业病虫害威胁种类多而杂，给基层林业的管护带来不小的麻烦。针对林业病虫害的威胁，我们必须要定期专项检查，随时掌握林区病虫害流行、分布、危害等情况，以便做到早预防、早治疗。无人机搭载多光谱仪巡检林业病虫害，能替代人力劳工大面积无遗漏的巡检，解决巡检效率低、覆盖率低的问题。而搭载的多光谱仪，能在不同光照条件下，形成高质量的光谱图像，以判断调查区域内病虫害威胁程度，制定切实可行的防灾预控方案，以有效控制生物病虫害的发生。

除此之外，还可以从以下几方面着手，做好林业病虫害防治。

第一，替代人力巡检病虫害。以人力巡检的林业病虫害监测工作，要耗费大量的人力资本。此外，还有很多区域是人巡检不能去的，这样就影响到巡检的准确性。以无人机为主的病虫害巡检，能很好避免这些问题，准确摸清辖区内病虫害发生规律，判断未来发展趋势，对症防控，遏制病虫害的扩散蔓延。

第二，制定针对性防治方案。无人机搭载光谱仪巡检林业病虫害，不仅能实现林业病虫害的早防早控，而且还有利于总结过往规律，制定针对性的防治方案，专门布控，合理防治。比如：总结陡峭地形无人机喷药规律，优化无人机飞行高度，合理药物飘散程度，以提升无人机防治病虫害的效果。

第三，加强专业技术培训。作为新兴的技术产品，为确保无人机防治效果，还应加强对操作人员的技术培训，使其掌握更多的病虫害防治技术、手段，提升无人机防控林业病虫害的能力。

5.3 更好助力林业执法工作

林业执法不同其他，巡逻难度大，违法案件发现难、取证难。无人机的应用，具有操作便捷、航拍清晰、同步数据传输等特点，尤其适合高山、密林等地区的巡检取证。

当前，工业无人机巡航时间最长近2 h，巡逻覆盖面积近10 km2，相当于人工巡查两天的工作量。而且，无人机搭载航拍设备，随时取证，适时回传地面信息，为林业执法提供强有力的佐证。搭载的定位系统，准确将违法地理坐标回传给林业公安，以便森林公安的快速响应处理。搭载测量技术模块，准确测量盗伐面积、株数等信息，实现对违法行为的精准打击。

5.4 高效精确完成森林资源调查

传统的森林资源调查，受人工主观因素的影响，导致很多林分因子难以获得，林业资源调查的结果精度不够、管理较为粗放。无人机搭载高新技术，能更精度、高效的完成森林资源调查。

由国内北斗星通与GreenValley公司联合研发的无人机LiDAR测量系统，搭载的Li-Forest软件，能准确测量包括树冠高度、单木位置、生物量、郁闭度等参数，快速反演林业覆盖率、生物量等等，并以此对森林系统建模实现精准测量的目的。

就推广应用来看，无人机搭载的Li-Forest软件系统，用于森林资源的调查，具有高精度、高速度、数字化、不受外界干扰、主动性强、实时性强等优点。