摘要：本文從當(dāng)前熱門的無人機(jī)出發(fā)，總結(jié)無人機(jī)遙感平臺的特點(diǎn)�；�于大量研究、應(yīng)用案例，對無人機(jī)遙感平臺在森林資源調(diào)查研究應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探討無人機(jī)在森林資源的研究保護(hù)取得的成果，明確其在調(diào)查過程中的價(jià)值。展望四軸飛行器微型低空無人機(jī)遙感平臺的應(yīng)用，推動(dòng)林業(yè)的發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：無人機(jī)、遙感、森林資源調(diào)查、應(yīng)用現(xiàn)狀

　　一、前言

　　近年來，隨著民用無人機(jī)的熱銷、各種相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步、專業(yè)人才的持續(xù)加入以及資本的投入等因素，無人機(jī)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展階段。而隨著無人機(jī)遙感技術(shù)的興起，又將在諸多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。森林資源是林業(yè)的基礎(chǔ)，林業(yè)又是國民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分，了解和掌握資源信息是合理經(jīng)營林業(yè)資源的前提條件。無人機(jī)遙感設(shè)備的功能逐漸完善，在森林資源的調(diào)查過程中，發(fā)揮出了巨大的優(yōu)勢。

　　二、無人機(jī)遙感平臺

　　隨著無人機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，無人機(jī)的應(yīng)用范圍越來越大。在無人機(jī)與遙感技術(shù)的結(jié)合方面——即無人機(jī)遙感，越來越多被用于影像獲取，在氣象監(jiān)測、資源調(diào)查與監(jiān)測、測量和突發(fā)事件處理等方面取得不小的進(jìn)步。利用無人機(jī)技術(shù)可以快速獲取和采集數(shù)據(jù)，具有低成本，低損耗，可重復(fù)使用且風(fēng)險(xiǎn)小等諸多優(yōu)勢。同時(shí)還可以減少人工的作業(yè)量，提高調(diào)查的效率和質(zhì)量。因此，研究無人機(jī)遙感平臺能夠快速而有效地獲取森林資源的位置、類別等信息，減少資源調(diào)查所需人力，提高效率，對森林進(jìn)行有效的保護(hù)與研究，對我國的森林發(fā)展有顯著作用。

　　三、研究現(xiàn)狀

　　森林資源調(diào)查的發(fā)展始于新中國成立之后，1953年在東北國有林區(qū)首次開展森林經(jīng)理調(diào)查的工作。隨著科技的發(fā)展，我國森林資源調(diào)查的技術(shù)手段不斷提高。近年來，無人機(jī)遙感正在興起，在不同領(lǐng)域均有應(yīng)用，但在森林資源調(diào)查中還是起步，有較大的發(fā)展空間。

　　1999年中國測繪科學(xué)研究院自主研發(fā)了UAVRS-I型號的無人遙感監(jiān)測飛機(jī)，2003年，在劉先林院士和林宗堅(jiān)教授共同努力之下，不僅研發(fā)出了UAVRS-II型無人遙感監(jiān)測飛行，而且還開發(fā)了配套的測繪遙感系統(tǒng)。謝彩香等人以無人機(jī)搭載激光雷達(dá)發(fā)射器進(jìn)行野生藥用植物的資源調(diào)查研究，通過低空遙感技術(shù)可以識別出藥物的種類，精準(zhǔn)量取出藥物覆蓋的面積，同時(shí)也將會(huì)提高抽樣調(diào)查的精度以及準(zhǔn)確性。無人機(jī)遙感技術(shù)是適用于進(jìn)行藥物資源的調(diào)查。

　　韋雪花以輕小型航空遙感系統(tǒng)搭載激光掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、pos系統(tǒng)等，利用激光探測，測距技術(shù)以及數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)獲取研究區(qū)的LDDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及高分辨率遙感影像。將激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)與高分辨率影像結(jié)合，可以從中提取出森林幾何參數(shù)，如林分的平均高，單木的樹高，林芬的郁閉度，單木的冠幅高等。通過地調(diào)查的數(shù)據(jù)建立馬尾松的航空一元材積表以及二元材積表，利用航空影像所取出的單木樹高，冠幅求算出單木材積，再與實(shí)地的數(shù)據(jù)求算的材積進(jìn)行精度檢驗(yàn)。張園，陶萍等人利用一款名為“千里眼”的無人機(jī)搭載索尼DSC-T90數(shù)碼相機(jī)獲取高分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)探討了無人機(jī)遙感技術(shù)在森林資源調(diào)查中的可行性，以二類調(diào)查為例子進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。將所研究的試驗(yàn)地在遙感影像中對其地類進(jìn)行區(qū)分。李宇昊以北京，廣東，內(nèi)蒙古，山西的無人機(jī)航拍數(shù)碼圖像進(jìn)行森林資源調(diào)查試驗(yàn)，通過無人機(jī)遙感影像與實(shí)地調(diào)查的數(shù)據(jù)項(xiàng)比較，然后得去結(jié)論。武愛彬采用航模飛行搭載數(shù)碼相機(jī)獲取鷲峰林場106個(gè)小班的高分辨率遙感影像圖像。從影像中提取能反映林空間結(jié)構(gòu)特征的四個(gè)指數(shù)。從這些數(shù)值可以得到不同的樹種，生長狀況不同的林分要達(dá)到最優(yōu)的空間結(jié)構(gòu)和游憩觀賞價(jià)值所要對其進(jìn)行擇伐強(qiáng)度。

　　2010年浙江農(nóng)林大學(xué)用無人機(jī)搭載索尼DSC-T90相機(jī)于，對浙江農(nóng)林大學(xué)東湖校區(qū)北側(cè)的丘陵森林進(jìn)行拍攝，獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。2016年在阿克塞縣森林資源調(diào)查時(shí)，運(yùn)用無人機(jī)遙感影像，使用一款小型無人機(jī)，其通訊傳輸?shù)挠行Ь嚯x為20km，且可以自主飛行及實(shí)時(shí)完成空中圖像與數(shù)據(jù)的傳輸。研究用圖像拍攝工作一個(gè)上午完成，有效面積為9km2。

　　國家重視森林防火工作，而要減少森林火災(zāi)，對森林火災(zāi)的撲救問題以及撲救時(shí)的安全問題時(shí)考慮到無人航空遙感技術(shù)的運(yùn)用起到很大的作用，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于森林火災(zāi)預(yù)報(bào)和及時(shí)撲救這兩個(gè)方面。2016年8月24日國家林業(yè)局資源司徐濟(jì)德副司長、閆宏偉處長、陳昱處長、國家林業(yè)局規(guī)劃院高顯連處長等一行六人，于來到葦河林業(yè)局調(diào)研指導(dǎo)無人機(jī)在森林資源調(diào)查中應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)工作。翌日，資源司閆宏偉處長主持召開專題會(huì)議，聽取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、國家林業(yè)局規(guī)劃設(shè)計(jì)院高顯連處長關(guān)于無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)情況的報(bào)告，與會(huì)人員結(jié)合實(shí)驗(yàn)成果對無人機(jī)技術(shù)在森林資源調(diào)查中應(yīng)用的作用、意義、應(yīng)用可行性和存在的問題進(jìn)行了廣泛深入的研討。

　　隨著微型飛行器的制作、調(diào)試和改進(jìn)的資料分享和學(xué)習(xí)，使得微型飛行器的掌握變得更加普遍。同時(shí)由于微型無人機(jī)飛行姿態(tài)多變——無人機(jī)采用多旋翼的機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)控制，使其各旋翼之間協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)旋翼無人機(jī)的飛行姿態(tài)自動(dòng)調(diào)整，可按要求完成垂直起落，空中懸停，偏航控制，滾轉(zhuǎn)控制，俯仰控制等動(dòng)作任務(wù)。基于四軸飛行器的微型低空無人機(jī)，研究適合森林資源調(diào)查的探測器，探究森林資源信息獲取，并對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，為微型低空無人機(jī)運(yùn)用在森林資源調(diào)查和信息獲取提供理論依據(jù)和實(shí)踐意義，同時(shí)，四軸飛行器在森林資源調(diào)查中的使用可以大大節(jié)省人力成本，做到“以點(diǎn)控面”，四軸飛行器低空無人機(jī)在森林資源調(diào)查與森林資源保護(hù)方面具有可行性和巨大的實(shí)際意義。

　　四、總結(jié)

　　就現(xiàn)狀而言，無人機(jī)遙感平臺性能與人類期望仍存在差距。目前看來，其在森林資源調(diào)查方面的相關(guān)技術(shù)發(fā)展可以著重于以下方面：高效的電池設(shè)計(jì)：滿足機(jī)載設(shè)備對大容量、高密度、長壽命電池的需求。大范圍可靠數(shù)據(jù)傳輸：無人機(jī)遙感平臺發(fā)展的要義在于其可以準(zhǔn)確提供相關(guān)信息，因而其數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性顯得尤為重要。飛行器主體強(qiáng)度：作為采集精確遙感數(shù)據(jù)的飛行儀器平臺，其自身飛行穩(wěn)定性等方面需要不斷加強(qiáng)。

　　參考文獻(xiàn)：

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文章TAG標(biāo)簽：無人機(jī)論文

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