摘要：生態(tài)造林工程已經(jīng)是目前林業(yè)發(fā)展的重要組成部分，也是未來(lái)林業(yè)發(fā)展的方向。無(wú)人機(jī)技術(shù)在近些年的發(fā)展日新月異，已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，在林業(yè)產(chǎn)業(yè)中也有良好的應(yīng)用案例和發(fā)展前景。本文探討了無(wú)人機(jī)技術(shù)在生態(tài)造林工程中的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，并對(duì)無(wú)人機(jī)在生態(tài)造林工程中應(yīng)用策略進(jìn)行了總結(jié)，希望能為相關(guān)研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；生態(tài)造林；應(yīng)用；優(yōu)勢(shì)；前景

Abstract：Ecologicalafforestationprojectshavebecomeanimportantcomponentofcurrentforestrydevelopmentandthetrendoffutureforestrydevelopment.Dronetechnologyhasundergonerapiddevelopmentinrecentyearsandhasbeenwidelyappliedinvariousindustriesandfields.Therearealsogoodapplicationcasesanddevelopmentprospectsintheforestryindustry.Thisarticleexploresthecharacteristicsandadvantagesofdronetechnologyinecologicalafforestationprojects，andsummarizestheapplicationstrategiesofdronesinecologicalafforestationprojects.Hopetoprovidereferenceforrelevantresearch

Keywords：Drones；Ecologicalafforestation；Application；Advantage；prospect

1概述

我國(guó)的林業(yè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，擔(dān)負(fù)著保護(hù)環(huán)境和生態(tài)的重要任務(wù)，同時(shí)滿(mǎn)足了人們不斷增長(zhǎng)的消費(fèi)需求，因此在人們的日常生活中占據(jù)著重要地位。我國(guó)林業(yè)工程自進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，一直以生態(tài)為核心，并積極推行生態(tài)優(yōu)先的發(fā)展戰(zhàn)略［1］。隨著人們對(duì)生態(tài)保護(hù)意識(shí)的提高，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到森林在維護(hù)生態(tài)平衡方面的重要性。為了全面推進(jìn)環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略，全國(guó)各地都積極開(kāi)展生態(tài)造林工作［2］。

目前，我國(guó)林業(yè)在發(fā)展方面取得了巨大進(jìn)展，并且生態(tài)建設(shè)也取得了一定的成果。我國(guó)的森林資源和森林覆蓋率不斷提高，生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，森林質(zhì)量也有所改善［13］。由于生態(tài)造林規(guī)劃不合理，植物種類(lèi)的差異并不明顯，影響了森林的發(fā)展［4］。某些不適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)綠化，使樹(shù)木長(zhǎng)在荒蕪的荒山、貧瘠的土地、巖石、陡峭的山坡上，使得大多數(shù)生態(tài)造林的樹(shù)木生長(zhǎng)發(fā)育受限。此外，沒(méi)有有效的生態(tài)森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)和方法導(dǎo)致了嚴(yán)重的“只造不管”現(xiàn)象［56］。

我國(guó)遼闊的土地面積和范圍廣泛的森林覆蓋，使得林業(yè)資源調(diào)查通常需要投入更多的人力、物力資源。林業(yè)資源調(diào)查工作的歷時(shí)較長(zhǎng)，效率較低。無(wú)人機(jī)技術(shù)因其能夠采集高分辨率影像，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地圖測(cè)繪、地質(zhì)勘察等領(lǐng)域［7］。無(wú)人機(jī)技術(shù)的引入可以有效地提升林業(yè)調(diào)查的水平和效果，具體體現(xiàn)在對(duì)森林面積計(jì)算、林業(yè)資源統(tǒng)計(jì)與密度估算等方面。

2生態(tài)造林工程中無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)

2.1適應(yīng)能力強(qiáng)

無(wú)人機(jī)能夠抵達(dá)某些人類(lèi)難以抵達(dá)的區(qū)域，例如，危險(xiǎn)或嚴(yán)酷的環(huán)境。由于無(wú)人駕駛技術(shù)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性很高，因此，無(wú)人駕駛技術(shù)能夠更好地執(zhí)行各種任務(wù)，并且無(wú)需將駕駛員本身的狀況考慮進(jìn)去［8］。

2.2配置比較靈活

總的來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)是一種小型、易維修、結(jié)構(gòu)較為靈活的設(shè)備。目前，民航客機(jī)上的大部分功能裝備都是可以自己拆除的，就是云臺(tái)。平臺(tái)裝載物體種類(lèi)繁多，用途各異，因此，在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，必須依據(jù)作業(yè)要求，建立一套科學(xué)、合理的平臺(tái)載荷。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)師要做到科學(xué)合理，主動(dòng)地對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行劃分，按照任務(wù)要求做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，讓無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)得到最大程度的利用。

2.3信息獲取更加便利

隨著信息科技的飛速發(fā)展，以及人工智能、大數(shù)據(jù)等的飛速發(fā)展，才有了4G、5G等技術(shù)的誕生。將無(wú)人飛行器與這些技術(shù)相融合，可以有效保證其在飛行過(guò)程中獲取相應(yīng)的圖像資料，并及時(shí)向作戰(zhàn)指揮中心傳遞，有效提升情報(bào)的可靠度。該系統(tǒng)利用無(wú)線傳感器及程控裝置，使其能夠在地面上進(jìn)行作業(yè)，達(dá)到自主、智能的作業(yè)，進(jìn)一步提升工作的效率。模塊化的設(shè)計(jì)確保了無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中的精確高效［911］。

3主要優(yōu)勢(shì)

3.1自動(dòng)化處理

通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型的觀測(cè)資料進(jìn)行精確的觀測(cè)，并通過(guò)自身的設(shè)備對(duì)相應(yīng)的資料進(jìn)行自動(dòng)的分析與糾正，最后對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行校正，通過(guò)對(duì)影像資料及后續(xù)資料進(jìn)行處理，獲得更精確的估算，為有關(guān)工作提供有力的支撐。與傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感相比，無(wú)人機(jī)的使用受到外部干擾少，能夠獲得更高精度的圖像數(shù)據(jù)，為工業(yè)監(jiān)控和管理等領(lǐng)域的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。利用衛(wèi)星遙感可以對(duì)利用GPS進(jìn)行空中觀測(cè)獲得的探測(cè)資料進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理，將野外獲得的資料，直接轉(zhuǎn)換成容易被人們了解的資料，從而能夠給有關(guān)方面的人員帶來(lái)很多精確的資料［10］。

3.2獲取的數(shù)據(jù)更加全面、詳細(xì)

在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于多視角、多角度的立體視覺(jué)導(dǎo)航方法。利用當(dāng)前的軟件技術(shù)，結(jié)合較高的測(cè)量精度，既能保持原始資料的完整性，又能加快資料的傳送速率，把復(fù)雜的林業(yè)地質(zhì)情況以直觀的圖形顯示出來(lái)。利用無(wú)人飛行器配有圖像探測(cè)設(shè)備，可以獲得高品質(zhì)的遙感圖像，并對(duì)其進(jìn)行處理，為森林資源的管理提供了便利［11］。

3.3性能高且處理數(shù)據(jù)速度快

該系統(tǒng)具有高效、穩(wěn)定的特點(diǎn)，且不受外界環(huán)境（如氣壓、高度和風(fēng)力）的干擾，能夠維持相對(duì)平穩(wěn)的工作狀態(tài)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”背景下，采用衛(wèi)星遙感可以大幅縮短對(duì)拼接信息的處理速度。利用遙感手段收集、處理森林資源的資料，可以極大地提高工作效率。大部分的UAV都是小型的，但是并不需要很高的設(shè)備來(lái)傳送和處理資料，這樣就減少了有關(guān)的開(kāi)支［10］。

3.4成本低，回報(bào)高

與常規(guī)飛行器比較，無(wú)人駕駛飛行器的優(yōu)點(diǎn)是：性能優(yōu)越，容易保養(yǎng)，造價(jià)低，維護(hù)成本低。具有遙控功能，借助云平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)，可以安裝多種組件，在指定的地區(qū)開(kāi)展工作，大大減少人力費(fèi)用，取得最大的收益［1112］。

4森林綠化項(xiàng)目的無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

4.1無(wú)人機(jī)在生態(tài)造林工程進(jìn)行調(diào)查中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的森林調(diào)查中，往往是根據(jù)現(xiàn)有的調(diào)查數(shù)據(jù)，做出評(píng)判，根據(jù)調(diào)查的現(xiàn)實(shí)需要，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。我國(guó)森林資源豐富，地理位置特殊，地理位置較偏僻，野外工作難度較大。雖然利用衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以很好地輔助勘測(cè)工作，但是由于氣象條件等原因，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性也會(huì)受到一定的限制。森林測(cè)繪工作者可以根據(jù)特定的需要，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行森林地貌與環(huán)境的測(cè)繪工作。

利用無(wú)人機(jī)搭載的高清晰度攝像頭，獲取高清晰度圖像，使森林勘測(cè)工作人員能夠獲得更加精確、可靠的數(shù)據(jù)。這不但可以增加偵查的有效性，而且可以保障工作人員的人身安全。同時(shí)，也大大增加了森林資料的準(zhǔn)確性，為森林經(jīng)營(yíng)政策的制定奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.2無(wú)人機(jī)在生態(tài)造林工程森林火災(zāi)檢測(cè)中的應(yīng)用

林火是當(dāng)前我國(guó)綠化工程面臨的最大問(wèn)題，為保證林區(qū)的安全和發(fā)展提供有力的保證。由于林火具有較強(qiáng)的突發(fā)性等特征，因此對(duì)林火的防治具有重要意義。單純依賴(lài)于人工監(jiān)控獲取林火情況，其傳播效率低，難以有效地控制火情。另外，人工偵查有可能對(duì)調(diào)查員的人身安全造成危險(xiǎn)，將無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于林火監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)林火的監(jiān)控與防治，降低對(duì)人為的測(cè)量與監(jiān)控的依賴(lài)，保證了林區(qū)的安全高效開(kāi)展［13］。無(wú)人機(jī)可以深入到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，獲取更加完整的火災(zāi)情況，還可以利用大型的無(wú)人機(jī)，在無(wú)人機(jī)上加裝消防設(shè)備，使其直接發(fā)揮救火的作用，以此來(lái)提升消防救援的效率［14］。

4.3生態(tài)綠化項(xiàng)目中的無(wú)人機(jī)病蟲(chóng)害防控

利用無(wú)人機(jī)對(duì)綠化進(jìn)行監(jiān)控，不但使監(jiān)控流程更為柔性，而且還能進(jìn)行空中監(jiān)控，準(zhǔn)確地檢測(cè)出有害生物的問(wèn)題。無(wú)人駕駛飛機(jī)可以攜帶攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等視頻裝置，在空中監(jiān)測(cè)大樹(shù)上的蟲(chóng)害。利用無(wú)人機(jī)在空中對(duì)森林有害生物進(jìn)行空中噴霧，對(duì)森林有害生物的防治具有重要意義。與此同時(shí)，還可以使用無(wú)人機(jī)對(duì)樹(shù)木上方的葉片進(jìn)行拍照，從而監(jiān)測(cè)蟲(chóng)害的發(fā)生狀況，判斷出蟲(chóng)害的嚴(yán)重程度和特定的傳染種類(lèi)，從而為進(jìn)行科學(xué)的控制提供詳細(xì)的資料［15］。

4.4在林業(yè)生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目中無(wú)人機(jī)的運(yùn)用

在林業(yè)執(zhí)行工作中，監(jiān)測(cè)的規(guī)模是非常大的。傳統(tǒng)的手工監(jiān)管模式，由于其機(jī)動(dòng)性受到限制，僅能看到某一區(qū)域內(nèi)的狀況，而不能做到全方位的監(jiān)控。利用無(wú)人機(jī)在空中對(duì)樹(shù)林進(jìn)行大面積拍攝或錄像，拓展了林業(yè)執(zhí)法的監(jiān)控區(qū)域，借助影像分析和運(yùn)動(dòng)捕獲等技術(shù)，能夠?qū)τ跋襁M(jìn)行更深入的解析，精確地辨識(shí)出不法行為，并將其定位給執(zhí)法部門(mén)，幫助林業(yè)行政管理部門(mén)快速、高效地開(kāi)展工作。無(wú)人機(jī)監(jiān)控力度和執(zhí)法力度加大。通過(guò)建立無(wú)人駕駛飛機(jī)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)地區(qū)24小時(shí)全天候的監(jiān)視，對(duì)非法砍伐林木等非法活動(dòng)進(jìn)行有效的遏制［1417］。

林木的數(shù)據(jù)收集、評(píng)估與分析是森林普查與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作。由于各地營(yíng)造林面積較大，加之其所處的土壤及自然環(huán)境條件的差別，造成了其生長(zhǎng)狀況的差異。傳統(tǒng)的森林恢復(fù)過(guò)程中，手工驗(yàn)證難度較大，難以保證驗(yàn)證精度，導(dǎo)致成果不完整、不精確［18］。在開(kāi)展森林防火工作中，采用了無(wú)人機(jī)與地圖測(cè)量、圖像采集等相結(jié)合的方法。通過(guò)對(duì)林地進(jìn)行造林面積的調(diào)查和測(cè)定，對(duì)造林地的樹(shù)木數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對(duì)樹(shù)木的長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。此舉極大地提升了核實(shí)工作的有效性和準(zhǔn)確度［19］。

4.5利用無(wú)人機(jī)對(duì)森林進(jìn)行調(diào)查與規(guī)劃設(shè)計(jì)

在沙漠、沼澤地區(qū)，無(wú)人機(jī)可以在低海拔地區(qū)進(jìn)行植被調(diào)查，獲得較高的前向圖像。通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)采集到的影像資料進(jìn)行處理，得到項(xiàng)目區(qū)造林面積、造林存活率等資料。森林部門(mén)往往以此為基礎(chǔ)進(jìn)行營(yíng)林計(jì)劃與經(jīng)營(yíng)管理［2021］，通過(guò)對(duì)特定地區(qū)的植被長(zhǎng)勢(shì)和植被覆蓋情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將其精確地反饋到工作人員手中，從而對(duì)此地區(qū)的綠化項(xiàng)目進(jìn)行適時(shí)的調(diào)整［22］。

5未來(lái)無(wú)人機(jī)在生態(tài)造林工程中的展望

當(dāng)前，盡管無(wú)人機(jī)在林業(yè)建設(shè)方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)，但其應(yīng)用還不夠深入，關(guān)鍵在于病蟲(chóng)害的監(jiān)控還不夠完善。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種高科技產(chǎn)品相繼問(wèn)世，其中包括影像識(shí)別、衛(wèi)星遙感等，并逐步得到推廣，突破目前森林測(cè)繪規(guī)劃中存在的制約因素，使其更廣泛地使用。從而，提升了森林綜合治理的水平，促進(jìn)了森林管理工作的科學(xué)化。在綠化建設(shè)項(xiàng)目中，必須將無(wú)人機(jī)和人工智能的應(yīng)用相結(jié)合，特別是對(duì)高精度UAV圖像進(jìn)行自動(dòng)判讀，拓展其使用領(lǐng)域，提升林業(yè)普查和監(jiān)測(cè)的精度。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)引入人工智能，構(gòu)建健康林木的遙感影像庫(kù)，實(shí)現(xiàn)林木蟲(chóng)害的精確診斷和林木生物量的精確估計(jì)。

結(jié)語(yǔ)

目前，生態(tài)種植工程已成為未來(lái)林業(yè)工程的發(fā)展方向，造林工程已朝著自動(dòng)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，具有迅捷高效地解決問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)。本文詳細(xì)介紹了無(wú)人機(jī)在生態(tài)造林工程中的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用，說(shuō)明了將無(wú)人機(jī)技術(shù)引入生態(tài)造林工程的必然性，無(wú)人機(jī)為未來(lái)的生態(tài)造林工程奠定了可靠的理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］賈秀平.青州市生態(tài)造林項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究［D］.北京：中國(guó)海洋大學(xué)，2011.

［2］劉曉然.生態(tài)造林綠化工程現(xiàn)狀及優(yōu)化措施研究［J］.中國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)，2022（06）：8486.

［3］張廣明.造林綠化工程現(xiàn)狀及優(yōu)化措施研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究，2022，28（04）：8789.

［4］畢瓊仙.生態(tài)保護(hù)修復(fù)營(yíng)造林技術(shù)存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施［J］.新農(nóng)業(yè)，2021（3）：3132.

［5］王振亞.從生態(tài)平衡視角出發(fā)：淺析黃河流域山西段植樹(shù)造林存在的問(wèn)題及提升措施［J］.林業(yè)科技情報(bào)，2020，52（04）：3738+41.

［6］史云兵.生態(tài)造林的問(wèn)題與應(yīng)對(duì)分析［J］.廣東蠶業(yè)，2021，55（05）：5253.

［7］鄭艷芳.無(wú)人機(jī)在森林資源保護(hù)中的應(yīng)用及價(jià)值探尋［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2019，39（3）：7879.

［8］張建斌.無(wú)人機(jī)在林業(yè)調(diào)查及林業(yè)測(cè)繪中的應(yīng)用［J］.河北農(nóng)機(jī)，2023（07）：2325.

［9］任貝.無(wú)人機(jī)為科技林業(yè)增添利器［J］.中國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)，2023（02）：7677.

［10］李龍鋒.無(wú)人機(jī)在林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究［J］.農(nóng)業(yè)科技與信息，2023（04）：2123.

［11］儲(chǔ)成林.無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.林業(yè)科技情報(bào)，2022，54（1）：5961.

［12］黃玉升.無(wú)人機(jī)在森林資源管理中的應(yīng)用［J］.農(nóng)家科技：中旬刊，2020（4）：122.

［13］董詩(shī)譜，錢(qián)丹.無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn)，2022（2）：130132.

［14］林華晶，江雨瀟.林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用［J］.南方農(nóng)機(jī)，2023，54（01）：187189.

［15］李浩，鄭恒宇，陳學(xué)永.無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.南方農(nóng)機(jī)，2019，50（17）：55+59.

［16］張曉晨.林業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)中無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用分析［J］.科技風(fēng)，2020（18）：31.

［17］應(yīng)啟圍，田野宏，胡衛(wèi)東，等.淺談無(wú)人機(jī)精靈4RTK在森林資源調(diào)查和規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2021，41（10）：8386.

［18］潘欣.淺析無(wú)人機(jī)技術(shù)在祁連山林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)科技與信息，2021（10）：7980+83.

［19］殷咸順.淺議無(wú)人機(jī)在造林工程中的應(yīng)用［J］.山西農(nóng)經(jīng)，2019（06）：118.

［20］董詩(shī)譜，錢(qián)丹.無(wú)人機(jī)技術(shù)在林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn)，2022（2）：130132.

［21］宋憲磊，孟克，楊寧.無(wú)人機(jī)在鄂爾多斯林業(yè)建設(shè)中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)，2017（3）：1213.

［22］王根鐸，郭國(guó)明，曹斌斌，等.淺談無(wú)人機(jī)遙感在森林資源調(diào)查中的運(yùn)用價(jià)值［J］.科技與企業(yè)，2014（15）：383.

作者簡(jiǎn)介：繆平（1992—），男，漢族，甘肅會(huì)寧人，本科，工程師，研究方向：生態(tài)造林。