正因為無人機技術(shù)具有的優(yōu)勢，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)的工作強度。

一、無人機技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用

1.1在林業(yè)有害生物監(jiān)測與防治中的應(yīng)用

林業(yè)有害生物監(jiān)測與防治是林業(yè)工作中的重要內(nèi)容之一。隨著我國造林工作不斷推進，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。而傳統(tǒng)的林業(yè)病蟲害監(jiān)測與防治主要依靠人工作業(yè)，難以實現(xiàn)監(jiān)測與防治的及時性和有效覆蓋。在此背景下，無人機技術(shù)的應(yīng)用有效提升了有害生物的監(jiān)測和防治水平。

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)過長途跋涉，時間長、強度大，難以保證監(jiān)測和預(yù)警的及時性。無人機遙感技術(shù)則可以進行較大范圍內(nèi)的及時監(jiān)測，并對病蟲害的發(fā)生動態(tài)進行全面、及時的反映，實時性強，安全性高，有效減少人力的使用，并能及時反饋信息，使病蟲害的防治人員有足夠時間進行應(yīng)急處置。這極大提高了林業(yè)有害生物監(jiān)測與防治的時效性，有利于促進林業(yè)經(jīng)濟健康發(fā)展。

二是應(yīng)用無人機技術(shù)進行監(jiān)測，提高了林業(yè)病蟲害監(jiān)測的覆蓋面。對于人力難以到達的高山、陡坡區(qū)域林業(yè)資源進行監(jiān)測時，無人機低空遙感技術(shù)和航空測繪技術(shù)優(yōu)勢明顯，可以快速確定病蟲害發(fā)生情況及發(fā)展動態(tài)，及時獲取遙感數(shù)據(jù)。同時，無人機的效率更高，根據(jù)實踐證明，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，這是傳統(tǒng)人工作業(yè)無法比擬的。

三是雖然無人機監(jiān)測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)用無人機技術(shù)可以把無人機作為作業(yè)機，在合理的防治方案指導(dǎo)下，攜帶噴施設(shè)備，進行農(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)合理的造林計劃。在這一環(huán)節(jié)，應(yīng)用無人機技術(shù)不僅可以準(zhǔn)確獲取圖像信息，進而分析土壤、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，無人機技術(shù)可以實現(xiàn)遠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。因為森林火災(zāi)的發(fā)生不僅撲救難度大，還會造成巨大的生態(tài)損失、經(jīng)濟損失和人員傷亡。傳統(tǒng)的森林防火工作主要是依靠工作人員進行實地巡邏，而應(yīng)用無人機技術(shù)，則具有成本低、時效強、及時發(fā)現(xiàn)、及時預(yù)警、安全撲救等優(yōu)點。同時，無人機具備多種操作方式，能有效適應(yīng)火災(zāi)的突發(fā)性。

無人機在預(yù)設(shè)路線的監(jiān)測飛行中，能夠通過拍攝圖像、熱成像技術(shù)等，即時傳輸監(jiān)測數(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，并確定起火點和火勢范圍，有利于工作人員及時組織撲救。而在森林火災(zāi)發(fā)生時，無需人員到達火場就能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場進行監(jiān)測，使工作人員能夠及時判斷火情，并尋找被困人員方位，從而實施火災(zāi)消防工作和人員求助工作。此外，更有利于對火情蔓延進行科學(xué)預(yù)判，及時組織人民群眾進行轉(zhuǎn)移。 同時，在火災(zāi)現(xiàn)場進行撲救和求助工作具有相當(dāng)?shù)奈ｋU性，而無人機可以及時輸送救助物資及設(shè)備，提高救助效率，并能夠為一線消防人員運輸設(shè)備和物資，保證消防工作的有效進行。

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行實地調(diào)查和取樣。傳統(tǒng)的調(diào)查工作中，這需要耗費大量的人力、物力，且調(diào)查效率相對較低。應(yīng)用無人機技術(shù)，可以通過無人機遙感技術(shù)，快速獲取相關(guān)區(qū)域的空間遙感信息，對區(qū)域內(nèi)的森林資源進行高精度獲取和分析，大大提高了調(diào)查工作的時效性和精確性，并降低成本。例如，在對野生動物資源監(jiān)測方面，無人機技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對物種種群分布、生長情況的即時監(jiān)測，也有利于進行跟蹤監(jiān)測，并降低了對野生動物的驚擾。

1.5在植被覆蓋監(jiān)測中的應(yīng)用

植被覆蓋率是林業(yè)生態(tài)環(huán)境評價的重要指標(biāo)之一，因此，對植被覆蓋率進行精確的監(jiān)測十分重要。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法工作量大，精確度較低，難以滿足當(dāng)前工作的需求。應(yīng)用無人機遙感技術(shù)，能夠大大減少人工監(jiān)測的成本和工作強度，同時提高數(shù)字影像采集效率，擴大監(jiān)測工作的覆蓋面，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

本平臺內(nèi)部開發(fā)團隊150人，平臺技術(shù)得到了國家863技術(shù)支持和國家中小企業(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)測預(yù)警云平臺是一款前段無人值守、全天實時監(jiān)測、可實現(xiàn)智能報警、真正適合林業(yè)特點的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)集熱源探測、數(shù)據(jù)收集、視頻聯(lián)動、預(yù)警預(yù)測、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)測為基礎(chǔ)，輔以視頻監(jiān)測，防火告警為核心功能，同時擴展地理信息系統(tǒng)、應(yīng)急指揮決策等附加功能。系統(tǒng)可完整實現(xiàn)監(jiān)控監(jiān)測、火險預(yù)警、信息發(fā)布等功能，實現(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。本平臺引進數(shù)十套無人機及多架動力三角翼設(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，在全國多數(shù)地區(qū)具備無人機24小時到達服務(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

（1）自動掃描：平臺提供Z字形掃描運行方案，支持全景拼圖，可分時間段設(shè)置自動巡航腳本，達到對預(yù)警范圍內(nèi)的實時監(jiān)控。

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

（3）及時報警：系統(tǒng)一旦識別到煙火，指揮中心監(jiān)控機房就會響起報警聲，同時平臺上、APP上會以報警提示圖標(biāo)通知相關(guān)人員，達到第一時間多種方式報警。

（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)合計算，快速準(zhǔn)確定位火點的GPS位置，并在電子地圖上標(biāo)示火點位置，定位精度最高可達幾十米。

圖 火源識別及定位

2.2系統(tǒng)優(yōu)勢

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、運行穩(wěn)定 （1）前端設(shè)備防護等級IP67，適應(yīng)各種惡劣氣候和環(huán)境； （2）可實現(xiàn)不間斷傳輸、不間斷供電、不間斷遠程維護；（3）監(jiān)測半徑從3-15km，適應(yīng)不同林區(qū)、不同環(huán)境監(jiān)測需求。 2、可實現(xiàn)火情的早期發(fā)現(xiàn)精確定位、準(zhǔn)確報警 （1）國際領(lǐng)先的高精度云臺及多光譜動態(tài)煙火識別算法，可準(zhǔn)確識別火情； （2）成熟嵌入式動態(tài)式煙火識別技術(shù)，可實現(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)動三維GIS信息，可迅速、準(zhǔn)確、定位火點。 3、操作簡單、可實現(xiàn)多業(yè)務(wù)聯(lián)動，兼容延展性強 （1）緊密契合森林防火預(yù)警和指揮業(yè)務(wù)，操作簡單易用； （2）具備森林火險預(yù)報、火情智能監(jiān)測、火災(zāi)應(yīng)急輔助決策、火災(zāi)損失評估、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)測系統(tǒng)無縫集成。 4、可多級部署、信息互聯(lián)，可實現(xiàn)遠程智能化管理，運維成本低 （1）系統(tǒng)支持國家、省、市、縣（林業(yè)局）多級平臺結(jié)構(gòu)部署，可實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通及多級協(xié)同工作； （2）具備遠程管理功能，降低運維成本。 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)測站數(shù)量，把節(jié)約的基建成本用于提高單站的安全運營程度，從而保證系統(tǒng)監(jiān)測預(yù)警效果的基礎(chǔ)上，節(jié)約建設(shè)費用和維護成本。

2.3核心技術(shù)——智能圖像煙火識別算法

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)進行識別，可在圖像背景中快速分辨出煙霧特征，使整個算法系統(tǒng)又多一級判別，提高了算法精度等級，杜絕漏報。 2、動態(tài)分析和靜態(tài)過濾兩級判別 采用業(yè)界獨有運動識別與圖像增強技術(shù)，球臺可在動態(tài)巡航中識別火情，提高了圖像處理時間，單點覆蓋面積遠超傳統(tǒng)視頻防火設(shè)備。 3、紅外坐標(biāo)映射，可見光輔助分析 紅外算法可計算出紅外圖像上每個像素點，對應(yīng)于可見光圖像的位置，再利用可見光算法進行輔助識別，有效避免誤報 4、基于大數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)算法 煙火識別系統(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，加強算法適應(yīng)能力，自動提高火情識別率。

另外智慧林業(yè)生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和智慧林業(yè)資源監(jiān)管系統(tǒng)可實現(xiàn)自動化的林場砍伐、違建巡查監(jiān)管、生態(tài)數(shù)據(jù)自動化采集、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） 自動化的林場砍伐、違建巡查監(jiān)管

我國林場普遍面積較大，交通、通訊不便，給林場的砍伐、違建監(jiān)管增加了很大的難度，目前林場大多采取巡檢隊踏勘的方式對林場進行監(jiān)察，巡檢效率低、周期長，信息反饋不及時、漏檢率高。

智慧林業(yè)資源監(jiān)管系統(tǒng)提供時空數(shù)據(jù)對比技術(shù)對林場進行定期巡檢，將不同時間的遙感地圖數(shù)據(jù)進行對比自動分析，通過地圖差異化的結(jié)果來自動分析林場的砍伐和違建情況。

（2）林場生態(tài)數(shù)據(jù)自動化采集、展示與分析

林場的生態(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)采集的方式進行，各類數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的平臺進行展示管理，更談不上數(shù)據(jù)分析利用。

智慧林業(yè)生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)通過水文、土質(zhì)、環(huán)境及氣象等方面的傳感器對林場各類生態(tài)數(shù)據(jù)的自動化采集、集中管理和分析，不僅是有利于林場的日常管理和維護，對林業(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

林場對植被的劃分管理還停留在圖紙上，這樣對林場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。不方便管理者對林場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現(xiàn)植被三維展示、查詢和統(tǒng)計，植被的所有屬性信息通過點擊不同的植被圖層進行展示，并可實現(xiàn)針對面積和數(shù)量的統(tǒng)計。

“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、每一片森林進行“對話”，精確“感知”它們的“喜怒哀樂”，了解他們的“衣食住行”，從而精心呵護每一片綠蔭。云感物聯(lián)網(wǎng)的嘗試只是個開端，敢于創(chuàng)新，敢于向新技術(shù)應(yīng)用的“無人區(qū)”挺進，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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