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无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用探究

陈红

新疆国源测绘规划设计院有限公司,新疆,841000

摘要: 在经营和发展林业资源的过程中,林业资源调查和检测是确保顺利开展林业管理工作的关键。近年来,各种科学技术快速发展,在很大程度上提升了林业资源调查与监测技术的创新速度,无人机技术在林业领域的应用越来越广泛,大幅度提高了林业资源调查和监测工作的质量和效率,引起了众多林业工作者的高度关注。
关键词: 无人机遥感技术;林业资源调查;监测;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157286
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引言

虽然地面实测法在森林生态系统监测中的测量精度很高,但该方法存在劳动强度大、周期长、成本高,甚至会对监测环境造成一定破坏的弊端,不利于实现连续空间与大面积监测(张颖等,2022;Howard,1991)。随着生态文明建设的深入开展,我国对森林资源和生态状态的重视程度日益提高,对森林资源与生态状态监测评价的时效性、连续性、多元性等要求也不断提升,从而为星载遥感技术在森林资源和生态状态监测中的应用提供了更好的发展契机。

1、无人机在林业资源调查和监测中的应用优势

1.1获取的数据更加全面、详细  

合理利用无人机分割技术,可建立一个新的浏览系统,将更为细致、全面的数据呈现给工作人员,在现有软件技术和精准程度的基础上,不但可完整保留数据,还可提升数据传输速度,以条理清晰的图表反映出复杂的森林地理环境。相关人员可利用无人机配备的图像检测系统形成高质量的遥感影像,并直接对其进行整理和操作,从而使林业资源管理工作变得更加便捷。

1.2自动化处理  

无人机借助遥感技术能够准确监测到各种类型的数据,然后利用自身系统对相关数据进行自动处理和校正,并在处理摄影材料和后期数据后修正相关指标,最终得到一个精度较高的预算结果,进而有效支持相关工作。同时,无人机遥感技术可实时处理GPS系统航拍信息的检测数据,将现场收集到的数据直接转换为可读数据,为相关人员提供大量准确信息[1]

2、应用先进技术完善监测

2.1固定样地监测网络

在上个世纪中期,有关于建立固定样地的想法就已经被生态学者提出,这种构想建立在定期调查森林植被的基础上,并且提出了长期监测固定区域内动植物物种多样性的动态变化,这样才能更好地总结出物种形成和繁衍的规律和有关机制,并且能为区域内的生境监测打下基础。目前,这一构想已经被付诸实践多年,形成了其独特的固定样地监测网络,国内外的研究者都关注着大型固定样地监测网络在生物多样性监测领域的投入与应用,在我国山东省的自然保护区内也建立了多个大型固定样地监测网络。在固定样地的范围内,可以更好地利用森林资源和技术资源,并完善森林生物多样性监测体系,以实现动态监测的水平提升。长期的监测是为了积累足够的监测数据,以方便后续的固定样地调查开展,为不同区域的样地调查提供数据基础,森林资源一般处于一个不断变化的过程中,而固定样地监测无疑是一种动态监测的绝佳手段。

2.2物联网监测技术

近年来,信息技术的快速发展推进了不同行业的转型和改革,在林业发展的现代化建设中,信息化建设也在同步进行中,而物联网技术也逐步被应用到了森林资源监测领域,并且成为了业界的热门研究点。在国家推出的相关政策和号召企划中,也提出了林业与物联网的融合和共同发展,并提出了建设目标和具体任务。物联网的核心内容为信息传感设备与互联网技术的综合应用,在森林资源监测领域的应用上,可以实现针对动植物的智能化识别、定位与追踪,这在监测作业中起到了决定性的关键作用。物联网技术的应用加快了自然保护区内监测网络的建设,极大程度上提高了信息流通的效率以及采集速度,为后续的分析应用工作打下了坚实基础。

3、无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用探究

3.1侦测森林消防问题  

在森林管理工作中火灾是必须重视的问题,一旦发生森林火灾,救援难度较高。传统的森林火灾预防监测工作受森林覆盖面及高度的影响,很难有效侦测到实际情况。应用无人机遥感技术监测森林火灾,可有效解决覆盖面和高度方面的问题,并在短时间内上报收集到的异常信息,进而为预防森林火灾打下坚实基础。通过对比相关信息,可快速锁定发生火灾的区域,利用热成像系统完成高温区域快速识别并上报相关信息,从而使相关人员更有针对性地开展森林防火和林地资源管理工作。经过分析实际应用情况可知,借助无人机遥感技术完成RGB颜色空间图像提取,再利用专业的信息图像处理技术,可准确识别火灾区域,相较于传统方法可提升约90%的识别效率和精度。

3.2开展野生动植物监测

借助无人机搭载高性能的航拍镜头,对自然保护区里动植物进行周期性拍摄,并对航测数据进行周期性大数据分析,为野外植被调查和野生动物调查提供基础性数据。一是开展保护区植被类型调查,无人机搭载高性能镜头获取的影像数据,经过预处理和简单分析,能体现植被颜色、树冠形状等特征,再结合目视解译与人工调查等方式,获取植被类型生长状况等信息二是开展野生动物调查,野生动物活动范围广、易受惊吓、栖息地较为隐蔽难以发现,无人机搭载热红外传感器定期采集影像数据,因为野生动物自身温度与环境温度不一致,通过简单处理分析后,目视解译可发现野生动物的栖息地和活动范围,为保护区野生动物样线的设置等监测活动提供依据[2]

3.3估测森林地上生物量

森林地上生物量(Abovegroundbiomass,AGB)是森林生态系统的物质循环的直观反映,同样是衡量自然保护区森林结构和功能变化的重要指标老君山省级自然保护区属森林生态系统类型自然保护区,通过无人机遥感技术等先进技术估测保护区地上森林生物量是保护区管理工作中的重点内容,已逐渐在实际工作中应用。无人机遥感技术估测森林地上生物量,主要是通过使用无人机拍摄森林中树冠,生成遥感影像。保护区技术人员以遥感影像为基础数据,通过遥感影像预处理提取植被因子等处理后,通过建立多种估测模型估测保护区森林地上生物量,经过反演后,选用具有较高精度的模型估测森林地上生物量。因此,无人机遥感影像数据可以作为估测森林地上生物量信息的基础数据,无人机遥感技术在保护区估测森林地上生物量等工作中的应用将越来越广泛[3]

3.4利于有效预测林业资源

从现阶段GIS技术在林业领域的应用现状中可知,GIS技术在森林资源更新和评估中起重要作用。林业管理对象本身存在自演变性,即随着时间的推移,林地指标会发生变化,因此林业资源的管理规模也将发生不同程度的改变。在此情况下,林业部门需要定期构建林业辖区指标的生长模型,并时常更新监测地的资源,以保持林业资源记录数据的准确性。因此,借助GIS技术,能够帮助林业部门整合已有林业数据,获取林业林地变化特征,分析林地演变趋势,以及提高林业管理人员预测精准度的目的。

结束语

总之,随着无人机遥感技术在保护区基础影像数据获取、野外巡护、森林防火预警等工作中广泛应用,保护区管理工作的效率和质量得到一定程度提升为自然保护区森林生态系统和生物多样性保护提供了技术保障,利用无人机开展高清正射影像获取和实时巡护监测,提升了森林资源信息获取的效率和准确性然而,无人机遥感技术在航测操作技术遥感图像预处理等方面对操作人员专业要求较高,对于高海拔地区来说,网络信号传输和续航时间短等问题限制了无人机遥感技术在保护区管理工作中的实际应用和发展近年来,大部分保护区开展天地空一体信息化建设,无人机遥感技术与物联网技术深度融合也是重点研究和探索的领域。

参考文献:

[1]罗顶胜.林业资源调查中无人机遥感技术的应用[J].南方农业,2021,(12):134-135.

[2]黄权超.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用探究[J].南方农业,2021,(12):94-95.

[3]张晓晨.林业资源调查与监测中无人机遥感技术的应用分析[J].科技风,2021,(18):31.