森林资源清查:利用搭载高分辨率光学相机、激光雷达等设备的无人机,对林区进行大面积扫描。高分辨率光学相机可拍摄清晰的森林冠层图像,通过图像分析技术,识别不同树种、估算树木数量及森林覆盖面积。激光雷达能够获取森林三维结构信息,精确测量树木高度、胸径等参数,进而计算森林蓄积量。相较于传统地面调查方法,无人机清查效率大幅提高,可在短时间内完成大面积林区的资源清查工作,且数据准确性更高,为林业资源管理和规划提供可靠依据。
森林动态监测:定期使用无人机对同一林区进行重复监测,对比不同时期获取的数据,分析森林植被的变化情况。例如,通过监测树木生长速度、森林覆盖范围的扩张或缩减,及时掌握森林生态系统的动态变化趋势。对于森林砍伐、林地开垦等人为活动导致的森林资源变化,无人机能够快速发现并定位,为林业执法提供有力证据,有效遏制非法破坏森林资源的行为。
生物多样性监测:无人机搭载多光谱相机、热成像仪等设备,可对林区内的动植物分布进行监测。多光谱相机通过分析不同波段的光谱信息,识别不同植物种类及其健康状况,发现珍稀植物的分布区域。热成像仪则可探测动物的体温信号,即使在夜间或复杂植被环境下,也能监测到野生动物的活动踪迹,统计动物数量,为生物多样性保护提供数据支持。
火灾监测预警:在森林防火重点区域部署无人机,利用其搭载的高清摄像头、热成像仪和烟雾传感器等设备,实时监测林区情况。高清摄像头可清晰拍摄林区画面,通过图像识别技术,自动识别是否存在烟雾、火源等异常情况。热成像仪能够检测物体表面温度,快速发现高温热源,即使在烟雾弥漫或夜间环境下,也能准确锁定火源位置。烟雾传感器可实时监测空气中烟雾浓度,一旦超过设定阈值,立即发出警报。无人机将监测数据实时传输至森林防火指挥中心,实现对森林火灾的早期预警,为及时采取灭火措施争取宝贵时间。
火情侦查与评估:当发现森林火灾后,无人机迅速飞赴火场,对火势、火场范围、周边地形等进行详细侦查。通过高清摄像头和热成像仪拍摄的图像,指挥中心能够准确掌握火势蔓延方向、强度以及火场周边的道路、河流等地理信息,为制定科学合理的灭火方案提供依据。同时,利用无人机搭载的气体传感器,检测火场周边空气中有害气体浓度,评估火灾对环境的影响,保障灭火人员的安全。
灭火辅助与救援:无人机可携带灭火弹、灭火药剂等物资,直接投入火点进行灭火作业,尤其适用于人员难以到达的偏远地区或火势较小的初期火灾。在火灾救援过程中,无人机利用其高空视角,为救援人员提供导航指引,帮助他们快速找到被困人员位置。同时,通过搭载喊话器,向被困人员传达救援信息,稳定其情绪,提高救援效率。
病虫害监测:无人机搭载多光谱相机、高分辨率光学相机和近红外相机等设备,对林区进行全面监测。多光谱相机通过分析不同波段的光谱反射率,识别受病虫害侵袭的树木,因为病虫害感染的树木在光谱特征上与健康树木存在差异。高分辨率光学相机可拍摄树木叶片、枝干的细节图像,帮助林业工作者直观观察病虫害的症状,判断病虫害类型和严重程度。近红外相机能够检测树木的水分含量和生理状态,早期发现因病虫害导致的树木生理异常,为病虫害防治提供及时准确的信息。
防治作业:针对已发现的病虫害区域,利用无人机进行精准施药作业。无人机配备专业的喷雾系统,可根据病虫害的分布情况和严重程度,精确控制药剂喷洒量和范围。相较于传统人工或地面机械施药方式,无人机施药具有效率高、覆盖均匀、节省药剂等优点,且能避免人员在复杂林区环境中作业的安全风险。同时,无人机施药可在短时间内完成大面积防治任务,有效遏制病虫害的扩散蔓延。
效果评估:在病虫害防治作业完成后,使用无人机再次对防治区域进行监测,对比防治前后的树木光谱特征、病虫害症状等数据,评估防治效果。通过分析无人机获取的数据,判断病虫害是否得到有效控制,是否需要进行二次防治,为林业病虫害防治工作提供科学的决策依据,不断优化防治方案,提高防治效果。
造林规划与设计:在造林工程前期,利用无人机对造林区域进行航拍,获取高分辨率的地形地貌图像和三维模型。结合地理信息系统(GIS)技术,分析造林区域的坡度、坡向、土壤类型、水源分布等因素,科学规划造林地块、树种选择和种植密度。通过无人机获取的数据,能够更加直观、准确地评估造林区域的适宜性,优化造林规划设计方案,提高造林成活率和森林质量。
造林施工监测:在造林施工过程中,使用无人机对造林进度、苗木种植质量等进行实时监测。通过拍摄施工区域的照片和视频,对比造林规划设计方案,检查苗木种植位置、深度、间距是否符合要求,及时发现施工过程中存在的问题并进行整改。无人机还可对造林区域的土壤墒情、天气变化等环境因素进行监测,为造林施工提供科学指导,保障造林工程顺利进行。
森林抚育与间伐监测:对于森林抚育和间伐作业,无人机可用于监测作业区域的树木生长情况、林分结构变化等。通过对比作业前后的无人机监测数据,评估森林抚育和间伐效果,判断是否达到预期的森林经营目标。同时,利用无人机监测作业过程中是否存在违规砍伐等行为,确保森林抚育和间伐作业依法依规进行,促进森林资源的可持续发展。
野生动物监测与保护:无人机搭载高清摄像头、红外热成像仪等设备,可对野生动物的栖息地进行长期监测。高清摄像头用于拍摄野生动物的活动画面,记录其种类、数量、行为习性等信息。红外热成像仪能够在夜间或恶劣天气条件下,探测野生动物的体温信号,追踪其活动轨迹。通过对监测数据的分析,了解野生动物的分布范围、种群动态变化以及栖息地利用情况,为制定科学的野生动物保护策略提供依据。
非法捕猎监测与执法:利用无人机在野生动物保护区及周边区域进行巡逻,监测是否存在非法捕猎行为。无人机通过图像识别技术,识别可疑人员、车辆以及捕猎工具,一旦发现非法捕猎迹象,立即将相关信息传输至执法部门。同时,无人机可利用其机动性强的优势,对非法捕猎人员进行追踪,为执法人员提供准确的位置信息,协助执法部门打击非法捕猎行为,保护野生动物安全。
背景:带岭林业局公司位于小兴安岭南麓,辖区总面积 9.67 万公顷,森林覆盖率 96%。林区地势复杂、人员短缺,传统人工巡护效率低,难以满足森林资源保护需求。
应用情况:引进无人机开展巡护实践,构建 “人机协同、空地互补” 模式。在森林防火期,各林场分公司设定 3 - 5 条防火巡护航线,利用无人机对深山区、高火险区常态巡航,监测热点、烟点,巡护面积约占公司总面积的 80%。在汛期,设定专门防汛航线,实时查看河流水位、堤坝情况。无人机具备 34 倍光学变焦,可在 2 公里外发现火点、测量风速,通过自动化起降的无人机、一线扑火人员和指挥中心实现空地协同。
成效:自 2023 年引进无人机后,森林防火监测预警能力大幅提升,火情早发现、早处置得以保障,有效提高了科学高效处置森林火情火灾的能力。在一次寒月林场人员走失搜救中,无人机迅速发现失踪人员,助力成功救援。
背景:德化县林地面积 268 万亩,森林覆盖率 73.7%,面临农村人口少、山高林密等林业防灾减灾难题。
应用情况:投入 500 多万元,配置 36 架无人机,培训 43 名无人机飞手,建设 8 个无人机机巢和 1 个智控中心。8 架智能无人机自主作业常规巡查,涉及 10 个乡镇重点区域 80 万亩森林;28 架无人机人工操控专项巡查,实现全县 18 个乡镇林地全覆盖。利用无人机高空喊话宣传,通过智控中心 AI 智能识别烟雾和火源,对发现的森林火情开展高空侦查辅助制定灭火计划,协助排查各类林业安全隐患,近两年还利用无人机装载药物防治松墨天牛。
成效:形成 “空地两维作战” 巡查模式,精准打击涉林违法行为。今年来,无人机飞巡 278 小时,制止野外违章用火 26 起,发现并整治各类安全隐患 115 处,虫口密度下降近 50%,显著提升了林业防灾减灾能力。
背景:“三北” 工程建设面临前期规划难、工程实施过程中运输原材料困难、病虫害防治及质量验收效率低等问题。
应用情况:酒泉市运用无人机进行前期规划勘查,将造林任务落地上图。金塔县用无人机悬挂固沙材料运往沙漠深处,发生虫害时采用植保无人机喷洒生物农药。内蒙古乌审旗和宁夏中卫市用无人机飞播草种。内蒙古赤峰市巴林右旗、翁牛特旗和克什克腾旗利用无人机航测技术进行人工造林等项目的验收作业。
成效:提高了国土绿化规划管理的科学化水平,解决了沙漠腹地运输难题,提升了病虫害防治效率和项目验收的准确度与工作效率,为 “三北” 工程高效推进注入新活力。
背景:清明节临近,林区祭祀等用火行为增加,森林防火压力增大,传统人工巡查效率低、范围有限。
应用情况:采用无人机与地面巡逻相结合的巡护模式,无人机搭载高清摄像头,攀升至 100 米空中全方位拍摄并实时传送林区影像,利用实时图像回传、喊话器和定位系统,及时提醒群众、监测火点。
成效:有效提升了森林防火巡查效率和预警能力,今年以来在重点区域巡护 45 架次,提高了森林防火预防与扑救综合能力 。
背景:吴山林场植被丰富、面积广阔,存在巡查范围广、精度低、人员少等管理难题。
应用情况:引入大疆无人机,搭配 “司空 2” 线上智能管控云平台及喊话器、照明器等负载,构建空天地人一体化森林防火智能监测体系。规划 2 条巡航路线,实现每天周期性自动巡查作业。无人机搭载高清摄像头和多种传感器,最大有效作业半径达 7 公里,可实时传输林区高清图像数据。
成效:截至目前,林场累计飞行 80 余次,巡航路线达 600 公里,极大提升了巡查效率,为灾情研判提供有力支持,推动了林业智慧化建设 。