謝超

摘 要：無人機(jī)遙感是以無人機(jī)為飛行平臺(tái)的。在平臺(tái)上安裝各種任務(wù)傳感器以獲取圖像數(shù)據(jù)。并且使用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的一項(xiàng)技術(shù)。無人機(jī)遙感技術(shù)的出現(xiàn)，為我國(guó)的林業(yè)發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。本文對(duì)無人機(jī)遙感在林業(yè)中的應(yīng)用與需求進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)遙感系統(tǒng);林業(yè)生產(chǎn);應(yīng)用與需求

無人機(jī)最初主要用于軍事領(lǐng)域，然后逐漸擴(kuò)展到民用領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展和各種新型傳感器的不斷發(fā)展，無人駕駛飛機(jī)的性能持續(xù)增加，這使得無人機(jī)遙感具有更多的應(yīng)用選擇。

一、無人機(jī)遙感系統(tǒng)的作用

無人機(jī)遙感系統(tǒng)的運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于衛(wèi)星和載人飛行器。而且發(fā)射和回收的場(chǎng)地要求低于衛(wèi)星和載人飛機(jī)。并且無需租用起?？臻g，日常維護(hù)簡(jiǎn)單。還有與衛(wèi)星、載人飛機(jī)相比，門限較低，易于掌握，大大降低了數(shù)據(jù)采集的成本。無人機(jī)航拍時(shí)間靈活，可快速到達(dá)指定區(qū)域。它可以通過彈射和投擲手從陸地、山坡、海灘和開放空間等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)射。它可以快速提升并獲得遙感圖像。由于飛行高度低，無人機(jī)可以獲得更高分辨率的遙感圖像。圖像的空間分辨率可以達(dá)到分米級(jí)，可以精確地反映大多數(shù)物體的形狀和顏色。無人機(jī)可以利用太陽(yáng)角的變化在不同時(shí)間進(jìn)行航空攝影，避免出現(xiàn)陰影導(dǎo)致圖像的信息丟失。由于無人機(jī)在低空飛行，可以在多云天氣下工作，彌補(bǔ)了衛(wèi)星光學(xué)遙感無法通過云層覆蓋獲取的缺點(diǎn)。同時(shí)，克服了載人航空遙感對(duì)惡劣氣象條件的影響。雖然無人機(jī)遙感技術(shù)也受到氣候的影響很大，但是相對(duì)于載人航空遙感技術(shù)來說，已經(jīng)有了很大的改善。

1.無人機(jī)遙感系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的林業(yè)監(jiān)測(cè)方法具有一定的局限性。傳統(tǒng)的林地巡視是通過人員或車輛在林區(qū)進(jìn)行巡視的。而因?yàn)槿搜劭梢姺秶?，監(jiān)護(hù)人的巡視路徑和時(shí)間相對(duì)固定，所以無論是巡視范圍還是及時(shí)性都不能滿足需要?，F(xiàn)階段森林監(jiān)測(cè)工作易受天氣和地形條件的影響。例如，多山的地形起伏起伏，云霧較多的地形條件。因此，在使用望塔進(jìn)行森林火災(zāi)預(yù)警時(shí)，存在一定比例的盲點(diǎn)。還有我們也應(yīng)該知道，即使是視頻監(jiān)控，也需要綜合考慮供電、通信、防雷、防盜等一系列技術(shù)和管理因素。技術(shù)要求是復(fù)雜的。由于空間分辨率的限制，衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)只能找到大小相對(duì)合適的火點(diǎn)。而且就實(shí)際情況來看北方地區(qū)監(jiān)測(cè)效果較好，南部地區(qū)多云天氣影響有限。受衛(wèi)星影像采購(gòu)成本的限制，我國(guó)林業(yè)部門目前利用3號(hào)衛(wèi)星和高汾-1衛(wèi)星影像資源進(jìn)行大面積森林資源調(diào)查，主要是由于衛(wèi)星過境時(shí)間和云量遮擋等原因，很難同時(shí)采集一組節(jié)點(diǎn)的衛(wèi)星圖像，不利于在國(guó)家或省一級(jí)對(duì)森林資源進(jìn)行年度動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

二、無人機(jī)遙感在林業(yè)中的應(yīng)用與需求分析

1.林業(yè)對(duì)于相關(guān)數(shù)據(jù)的需求需要無人機(jī)遙感。林業(yè)遙感生產(chǎn)應(yīng)用中最常用的數(shù)據(jù)源是光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，這些無人機(jī)使用可見光的無人機(jī)相機(jī)來獲得具有數(shù)據(jù)和空間分辨率的空中正射影像圖，超越衛(wèi)星遙感技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。森林資源管理中珍貴樹種的保護(hù)在生物多樣性調(diào)查和野生動(dòng)物生境研究中，正確識(shí)別樹種具有重要意義，一般情況下我們通常使用樹種識(shí)別的光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，但是這種方法有很大的缺陷，因?yàn)檫@種技術(shù)只能去分類樹種群或簡(jiǎn)單地分類為針葉林和闊葉林，但是高光譜遙感數(shù)據(jù)具有豐富的光譜信息優(yōu)勢(shì)。我們可以通過檢測(cè)不同目標(biāo)之間的細(xì)微光譜差異，大大提高了植被的識(shí)別和分類精度，基于高光譜數(shù)據(jù)的混合譜分解方法。我們還可以解決寬帶遙感數(shù)據(jù)提取精度低的問題。此外，高光譜數(shù)據(jù)還廣泛用于森林資源調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)和評(píng)估以及森林病蟲害監(jiān)測(cè)，因?yàn)閷?duì)于多云多霧地區(qū)，我們可以通過可見光和紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)，但是這樣很難獲得關(guān)于森林的基本信息，而光學(xué)遙感反演可以在平坦的表面上進(jìn)行，從而為林業(yè)生產(chǎn)提供有效的數(shù)據(jù)支持，它不僅可以穿透云和霧，還可以通過植被獲取地表特征以更好地反映地表結(jié)構(gòu)信息。直接獲取地表樹木三維信息的能力在森林高度測(cè)量和森林垂直結(jié)構(gòu)信息獲取方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以為我們帶來極大的便利?？梢哉f，林業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)的需求需要無人機(jī)遙感技術(shù)。

2.無人機(jī)遙感對(duì)于林業(yè)資源調(diào)查的應(yīng)用。隨著管理水平的提高，林業(yè)調(diào)查的要求也越來越高。林業(yè)調(diào)查的最早使用是人工測(cè)量的方法。這種方法工作量巨大。由于地理上的限制，許多地方很難檢查，調(diào)查結(jié)果很容易。在20世紀(jì)50年代，林業(yè)調(diào)查開始使用航空膠片調(diào)查，但載人飛機(jī)受到空域控制和氣候等因素的影響，圖像采集的成本較高;隨著衛(wèi)星技術(shù)和傳感器的發(fā)展，大量的工作現(xiàn)在使用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。由于衛(wèi)星具有固定的軌道和運(yùn)行周期，有時(shí)圖像數(shù)據(jù)采集周期長(zhǎng)，并且由于天氣原因難以保證圖像質(zhì)量。因此，無人機(jī)遙感已成為繼航空航天遙感技術(shù)之后的又一有力的林業(yè)調(diào)查技術(shù)手段。對(duì)于小面積、高精度的林業(yè)調(diào)查，如高要求的規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查、林分空間結(jié)構(gòu)調(diào)查等，可以利用無人機(jī)遙感技術(shù)獲取分辨率高達(dá)0.16m的圖像，并能夠清晰地反映圖像，這樣我們就可以精確地獲得只有依靠人工野外調(diào)查才能獲得的一些調(diào)查因子去調(diào)查。外來物質(zhì)的現(xiàn)象，以及利用太陽(yáng)高度的變化，可以最小化由陰影造成的信息損失。

3.無人機(jī)遙感對(duì)于林業(yè)的防火與病蟲害的預(yù)防的應(yīng)用。森林火災(zāi)不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且對(duì)整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)的破壞也是無法估計(jì)的，而且無人機(jī)遙感機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn)，使其在森林火災(zāi)的檢測(cè)與救援中更具有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，無人駕駛飛機(jī)可以靠近火場(chǎng)。使消防指揮部能夠快速部署消防行動(dòng)，提高消防效率，減少人員傷亡。此外，無人機(jī)的航空?qǐng)D像可用于調(diào)查表面可燃物的類型、組成和負(fù)荷，并監(jiān)測(cè)可疑火源。森林病蟲害一直被認(rèn)為是無煙森林火災(zāi)，不僅給森林資源造成巨大損失，而且給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。林業(yè)病蟲害的地面調(diào)查數(shù)據(jù)主要依靠固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)和臨時(shí)檢查。工作量大，效率低。特別是對(duì)于人口稀疏、交通不便的林區(qū)，常規(guī)方法難以快速檢測(cè)出災(zāi)害，不能及時(shí)、有針對(duì)性地進(jìn)行檢測(cè)。因此，森林病蟲害的監(jiān)測(cè)和防治也需要依靠先進(jìn)的空間技術(shù)。基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，無人機(jī)遙感可以對(duì)病蟲害發(fā)生區(qū)域進(jìn)行更詳細(xì)的調(diào)查。在容易發(fā)生病蟲害的季節(jié)和地區(qū)，無人機(jī)遙感可用于關(guān)鍵監(jiān)測(cè)、病蟲害的早期檢測(cè)和早期管理。

三、結(jié)語

綜上所述，我們可以了解到，無人機(jī)遙感技術(shù)相對(duì)與衛(wèi)星來說，擁有著很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)于我國(guó)林業(yè)的生產(chǎn)與病蟲害、火災(zāi)的預(yù)防與森林資源的調(diào)查都有著很大的作用。所以，我們就可以得出一個(gè)結(jié)論，努力的去進(jìn)一步開發(fā)無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)于我們的林業(yè)發(fā)展是很有必要的。

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