正因?yàn)?a href="http://www.www27dydycom.cn/v/tag/12732/" target="_blank">無人機(jī)技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)，與林業(yè)工作中的部分工作十分契合，得以在林業(yè)工作中的應(yīng)用逐漸走向縱深，并大大提高了林業(yè)工作的效率和精確度，降低了傳統(tǒng)人工作業(yè)的工作強(qiáng)度。

一、無人機(jī)技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用

1.1在林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)與防治中的應(yīng)用

林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)與防治是林業(yè)工作中的重要內(nèi)容之一。隨著我國(guó)造林工作不斷推進(jìn)，綠化面積的持續(xù)增加，以及各種因素的影響，林業(yè)病蟲害呈現(xiàn)出多發(fā)、廣發(fā)的趨勢(shì)。而傳統(tǒng)的林業(yè)病蟲害監(jiān)測(cè)與防治主要依靠人工作業(yè)，難以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與防治的及時(shí)性和有效覆蓋。在此背景下，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用有效提升了有害生物的監(jiān)測(cè)和防治水平。

一是林業(yè)病蟲害的多發(fā)生在交通不便、地形復(fù)雜的區(qū)域，人工作業(yè)需要經(jīng)過長(zhǎng)途跋涉，時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，難以保證監(jiān)測(cè)和預(yù)警的及時(shí)性。無人機(jī)遙感技術(shù)則可以進(jìn)行較大范圍內(nèi)的及時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)病蟲害的發(fā)生動(dòng)態(tài)進(jìn)行全面、及時(shí)的反映，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，安全性高，有效減少人力的使用，并能及時(shí)反饋信息，使病蟲害的防治人員有足夠時(shí)間進(jìn)行應(yīng)急處置。這極大提高了林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)與防治的時(shí)效性，有利于促進(jìn)林業(yè)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

二是應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提高了林業(yè)病蟲害監(jiān)測(cè)的覆蓋面。對(duì)于人力難以到達(dá)的高山、陡坡區(qū)域林業(yè)資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，無人機(jī)低空遙感技術(shù)和航空測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，可以快速確定病蟲害發(fā)生情況及發(fā)展動(dòng)態(tài)，及時(shí)獲取遙感數(shù)據(jù)。同時(shí)，無人機(jī)的效率更高，根據(jù)實(shí)踐證明，可以在1天內(nèi)完成上千公頃的林業(yè)病蟲害精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，這是傳統(tǒng)人工作業(yè)無法比擬的。

三是雖然無人機(jī)監(jiān)測(cè)受氣象條件的影響較大，但其低空航拍技術(shù)極大地避免了衛(wèi)星等高空監(jiān)測(cè)手段的弊端，準(zhǔn)確度更高，圖像信息更清晰，且有利于標(biāo)記樹木的經(jīng)緯度，降低了人工定位病蟲害甚至具體受害樹木的位置，有效提高了防治工作的時(shí)效性和有效性。

四是在病蟲害防治環(huán)節(jié)中，應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)可以把無人機(jī)作為作業(yè)機(jī)，在合理的防治方案指導(dǎo)下，攜帶噴施設(shè)備，進(jìn)行農(nóng)業(yè)噴灑防治作業(yè)。這一模式有效避免了林業(yè)工作人員與農(nóng)藥的直接接觸，并有效減少人力成本，是提高林業(yè)生產(chǎn)安全性的有效措施之一。

1.2在造林工作中的應(yīng)用

在進(jìn)行造林之前，需要準(zhǔn)確獲取造林地區(qū)的相關(guān)信息，從而制定科學(xué)合理的造林計(jì)劃。在這一環(huán)節(jié)，應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)不僅可以準(zhǔn)確獲取圖像信息，進(jìn)而分析土壤、地形、氣象、河流等因素影響，還有利于提高造林質(zhì)量。而在造林階段，無人機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程超低量噴灑肥料作業(yè)，提高造林效率。

1.3在森林防火工作中的應(yīng)用

森林火災(zāi)預(yù)警和撲救是林業(yè)工作的重中之重。因?yàn)樯只馂?zāi)的發(fā)生不僅撲救難度大，還會(huì)造成巨大的生態(tài)損失、經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。傳統(tǒng)的森林防火工作主要是依靠工作人員進(jìn)行實(shí)地巡邏，而應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)，則具有成本低、時(shí)效強(qiáng)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)預(yù)警、安全撲救等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，無人機(jī)具備多種操作方式，能有效適應(yīng)火災(zāi)的突發(fā)性。

無人機(jī)在預(yù)設(shè)路線的監(jiān)測(cè)飛行中，能夠通過拍攝圖像、熱成像技術(shù)等，即時(shí)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使火情在初發(fā)階段就被發(fā)現(xiàn)的可能性大大增加，并確定起火點(diǎn)和火勢(shì)范圍，有利于工作人員及時(shí)組織撲救。而在森林火災(zāi)發(fā)生時(shí)，無需人員到達(dá)火場(chǎng)就能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使工作人員能夠及時(shí)判斷火情，并尋找被困人員方位，從而實(shí)施火災(zāi)消防工作和人員求助工作。此外，更有利于對(duì)火情蔓延進(jìn)行科學(xué)預(yù)判，及時(shí)組織人民群眾進(jìn)行轉(zhuǎn)移。 同時(shí)，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行撲救和求助工作具有相當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)性，而無人機(jī)可以及時(shí)輸送救助物資及設(shè)備，提高救助效率，并能夠?yàn)橐痪€消防人員運(yùn)輸設(shè)備和物資，保證消防工作的有效進(jìn)行。

1.4在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用

森林資源調(diào)查是林業(yè)工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)。森林資源調(diào)查的主要方法包括遙感技術(shù)調(diào)查、圖像調(diào)查及抽樣調(diào)查等，均需要大量工作人員進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和取樣。傳統(tǒng)的調(diào)查工作中，這需要耗費(fèi)大量的人力、物力，且調(diào)查效率相對(duì)較低。應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)，可以通過無人機(jī)遙感技術(shù)，快速獲取相關(guān)區(qū)域的空間遙感信息，對(duì)區(qū)域內(nèi)的森林資源進(jìn)行高精度獲取和分析，大大提高了調(diào)查工作的時(shí)效性和精確性，并降低成本。例如，在對(duì)野生動(dòng)物資源監(jiān)測(cè)方面，無人機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物種種群分布、生長(zhǎng)情況的即時(shí)監(jiān)測(cè)，也有利于進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，并降低了對(duì)野生動(dòng)物的驚擾。

1.5在植被覆蓋監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

植被覆蓋率是林業(yè)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，因此，對(duì)植被覆蓋率進(jìn)行精確的監(jiān)測(cè)十分重要。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法工作量大，精確度較低，難以滿足當(dāng)前工作的需求。應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠大大減少人工監(jiān)測(cè)的成本和工作強(qiáng)度，同時(shí)提高數(shù)字影像采集效率，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)工作的覆蓋面，并獲取分辨率更高的圖像資料，提高植被覆蓋率監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確程度，為林業(yè)發(fā)展提高更科學(xué)的參考數(shù)據(jù)。

二、森林信息化管理平臺(tái)

本平臺(tái)內(nèi)部開發(fā)團(tuán)隊(duì)150人，平臺(tái)技術(shù)得到了國(guó)家863技術(shù)支持和國(guó)家中小企業(yè)創(chuàng)新基金支持。并研發(fā)了一套應(yīng)用森林防火、生態(tài)、資源監(jiān)測(cè)預(yù)警的綜合解決方案，已廣泛應(yīng)用于林業(yè)部門。森林信息化綜合管理平臺(tái)包括智慧森林防火預(yù)警系統(tǒng)、智慧林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智慧林業(yè)資源監(jiān)管系統(tǒng)三大部分。其次還有運(yùn)維管理、數(shù)據(jù)管理、視頻管理、防火調(diào)度、大數(shù)據(jù)分析、APP等子系統(tǒng)功能。

森林防火網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)預(yù)警云平臺(tái)是一款前段無人值守、全天實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、可實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警、真正適合林業(yè)特點(diǎn)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)集熱源探測(cè)、數(shù)據(jù)收集、視頻聯(lián)動(dòng)、預(yù)警預(yù)測(cè)、應(yīng)急指揮等功能為一體，基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以網(wǎng)格化熱源監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，輔以視頻監(jiān)測(cè)，防火告警為核心功能，同時(shí)擴(kuò)展地理信息系統(tǒng)、應(yīng)急指揮決策等附加功能。系統(tǒng)可完整實(shí)現(xiàn)監(jiān)控監(jiān)測(cè)、火險(xiǎn)預(yù)警、信息發(fā)布等功能，實(shí)現(xiàn)了森林防火工作的科學(xué)化、信息化、規(guī)范化、高效化，做到災(zāi)情早發(fā)現(xiàn)，早解決。本平臺(tái)引進(jìn)數(shù)十套無人機(jī)及多架動(dòng)力三角翼設(shè)備，均配備正射與傾斜攝影雙傳感器系統(tǒng)，在東北、廣西、西藏、新疆分別建立中低空遙感服務(wù)中心，在全國(guó)多數(shù)地區(qū)具備無人機(jī)24小時(shí)到達(dá)服務(wù)能力，可面向用戶提供定制式、多類型、多樣化的航空遙感數(shù)據(jù)服務(wù)。

2.1系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）自動(dòng)掃描：平臺(tái)提供Z字形掃描運(yùn)行方案，支持全景拼圖，可分時(shí)間段設(shè)置自動(dòng)巡航腳本，達(dá)到對(duì)預(yù)警范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（2）準(zhǔn)確識(shí)別：采用熱成像煙火識(shí)別技術(shù)，核心的智能識(shí)別算法，對(duì)煙火的光譜分析、空間幾何特征分析及運(yùn)動(dòng)軌跡分析，對(duì)煙火識(shí)別的準(zhǔn)確率在95%以上，無漏報(bào)。

（3）及時(shí)報(bào)警：系統(tǒng)一旦識(shí)別到煙火，指揮中心監(jiān)控機(jī)房就會(huì)響起報(bào)警聲，同時(shí)平臺(tái)上、APP上會(huì)以報(bào)警提示圖標(biāo)通知相關(guān)人員，達(dá)到第一時(shí)間多種方式報(bào)警。

（4）準(zhǔn)確定位：發(fā)現(xiàn)疑似火情后，依據(jù)前段設(shè)備的GPS位置、云臺(tái)方位信息、火源像素坐標(biāo)和地圖三維GIS高程數(shù)據(jù)聯(lián)合計(jì)算，快速準(zhǔn)確定位火點(diǎn)的GPS位置，并在電子地圖上標(biāo)示火點(diǎn)位置，定位精度最高可達(dá)幾十米。

圖 火源識(shí)別及定位

2.2系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

1、為林業(yè)特殊環(huán)境和需求量身定制應(yīng)用技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定 （1）前端設(shè)備防護(hù)等級(jí)IP67，適應(yīng)各種惡劣氣候和環(huán)境； （2）可實(shí)現(xiàn)不間斷傳輸、不間斷供電、不間斷遠(yuǎn)程維護(hù)；（3）監(jiān)測(cè)半徑從3-15km，適應(yīng)不同林區(qū)、不同環(huán)境監(jiān)測(cè)需求。 2、可實(shí)現(xiàn)火情的早期發(fā)現(xiàn)精確定位、準(zhǔn)確報(bào)警 （1）國(guó)際領(lǐng)先的高精度云臺(tái)及多光譜動(dòng)態(tài)煙火識(shí)別算法，可準(zhǔn)確識(shí)別火情； （2）成熟嵌入式動(dòng)態(tài)式煙火識(shí)別技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)火情的快速準(zhǔn)確判別、早期預(yù)警；（3）高精度定位指向，聯(lián)動(dòng)三維GIS信息，可迅速、準(zhǔn)確、定位火點(diǎn)。 3、操作簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，兼容延展性強(qiáng) （1）緊密契合森林防火預(yù)警和指揮業(yè)務(wù)，操作簡(jiǎn)單易用； （2）具備森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)、火情智能監(jiān)測(cè)、火災(zāi)應(yīng)急輔助決策、火災(zāi)損失評(píng)估、信息發(fā)布等功能；（3）集成多種設(shè)備接口，可與物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無縫集成。 4、可多級(jí)部署、信息互聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化管理，運(yùn)維成本低 （1）系統(tǒng)支持國(guó)家、省、市、縣（林業(yè)局）多級(jí)平臺(tái)結(jié)構(gòu)部署，可實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通及多級(jí)協(xié)同工作； （2）具備遠(yuǎn)程管理功能，降低運(yùn)維成本。 5、綜合投資少，節(jié)約建設(shè)投資 通過產(chǎn)品覆蓋半徑，減少監(jiān)測(cè)站數(shù)量，把節(jié)約的基建成本用于提高單站的安全運(yùn)營(yíng)程度，從而保證系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警效果的基礎(chǔ)上，節(jié)約建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)成本。

2.3核心技術(shù)——智能圖像煙火識(shí)別算法

1、原始數(shù)據(jù)分析 算法使用未經(jīng)壓縮的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，可在圖像背景中快速分辨出煙霧特征，使整個(gè)算法系統(tǒng)又多一級(jí)判別，提高了算法精度等級(jí)，杜絕漏報(bào)。 2、動(dòng)態(tài)分析和靜態(tài)過濾兩級(jí)判別 采用業(yè)界獨(dú)有運(yùn)動(dòng)識(shí)別與圖像增強(qiáng)技術(shù)，球臺(tái)可在動(dòng)態(tài)巡航中識(shí)別火情，提高了圖像處理時(shí)間，單點(diǎn)覆蓋面積遠(yuǎn)超傳統(tǒng)視頻防火設(shè)備。 3、紅外坐標(biāo)映射，可見光輔助分析 紅外算法可計(jì)算出紅外圖像上每個(gè)像素點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于可見光圖像的位置，再利用可見光算法進(jìn)行輔助識(shí)別，有效避免誤報(bào) 4、基于大數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)算法 煙火識(shí)別系統(tǒng)采用基于模仿人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能算法，從海量的火情數(shù)據(jù)中自我學(xué)習(xí)，記憶各類煙火特征，完善算法模型，加強(qiáng)算法適應(yīng)能力，自動(dòng)提高火情識(shí)別率。

另外智慧林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和智慧林業(yè)資源監(jiān)管系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的林場(chǎng)砍伐、違建巡查監(jiān)管、生態(tài)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集、數(shù)據(jù)展示與分析、林業(yè)植被信息化管理等方面的需求。

（1） 自動(dòng)化的林場(chǎng)砍伐、違建巡查監(jiān)管

我國(guó)林場(chǎng)普遍面積較大，交通、通訊不便，給林場(chǎng)的砍伐、違建監(jiān)管增加了很大的難度，目前林場(chǎng)大多采取巡檢隊(duì)踏勘的方式對(duì)林場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)察，巡檢效率低、周期長(zhǎng)，信息反饋不及時(shí)、漏檢率高。

智慧林業(yè)資源監(jiān)管系統(tǒng)提供時(shí)空數(shù)據(jù)對(duì)比技術(shù)對(duì)林場(chǎng)進(jìn)行定期巡檢，將不同時(shí)間的遙感地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比自動(dòng)分析，通過地圖差異化的結(jié)果來自動(dòng)分析林場(chǎng)的砍伐和違建情況。

（2）林場(chǎng)生態(tài)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集、展示與分析

林場(chǎng)的生態(tài)數(shù)據(jù)較為豐富，包括氣象、環(huán)境、土質(zhì)、水質(zhì)等，大多數(shù)林場(chǎng)設(shè)備落后，數(shù)據(jù)采集還是采用傳統(tǒng)的人員外業(yè)采集的方式進(jìn)行，各類數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行展示管理，更談不上數(shù)據(jù)分析利用。

智慧林業(yè)生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過水文、土質(zhì)、環(huán)境及氣象等方面的傳感器對(duì)林場(chǎng)各類生態(tài)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、集中管理和分析，不僅是有利于林場(chǎng)的日常管理和維護(hù)，對(duì)林業(yè)生態(tài)的信息化發(fā)展也是至關(guān)重要的。

（3）林業(yè)植被信息化管理

林場(chǎng)對(duì)植被的劃分管理還停留在圖紙上，這樣對(duì)林場(chǎng)大范圍的管理不直觀也不準(zhǔn)確，更無法記錄各植被的所有屬性信息。不方便管理者對(duì)林場(chǎng)植被的整體宏觀把握。

森林資源監(jiān)管系統(tǒng)將植被信息化管理實(shí)現(xiàn)植被三維展示、查詢和統(tǒng)計(jì)，植被的所有屬性信息通過點(diǎn)擊不同的植被圖層進(jìn)行展示，并可實(shí)現(xiàn)針對(duì)面積和數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。

“綠樹村邊合，青山郭外斜”，自古以來優(yōu)美的自然環(huán)境就是人們的向往。人與大自然息息相通，通過信息技術(shù)，我們與每一棵樹、每一片森林進(jìn)行“對(duì)話”，精確“感知”它們的“喜怒哀樂”，了解他們的“衣食住行”，從而精心呵護(hù)每一片綠蔭。云感物聯(lián)網(wǎng)的嘗試只是個(gè)開端，敢于創(chuàng)新，敢于向新技術(shù)應(yīng)用的“無人區(qū)”挺進(jìn)，加快“智慧林業(yè)”建設(shè)，生態(tài)森林將迎來無限風(fēng)光。

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