无人机低空遥感技术在自然资源监测管理中的应用

李 淦 吴建周

（北京帝测科技股份有限公司，北京 100020）

0.引言

在自然资源监测管理中融入无人机低空遥感技术时，需要把握主要的技术要点，还需要按照当地的自然特点贯彻落实因地制宜的原则，健全对应的技术实施方案，做好整个监测过程的全面监督，充分利用无人机遥感技术获取更加准确的自然资源数据，保证各项监测管理活动的顺利实施，为后续灾害监测和应急救援提供真实的信息依据。

1.无人机低空遥感技术概述

无人机低空遥感技术是随着我国科技水平的不断提高而延伸出新型的技术方案，在技术模式实施的过程中，主要是通过无线电遥控设备或者是计算机远程操控系统控制无人机飞行器，满足当前的监测任务。整个设备结构非常简单，成本较低，比较适合用于各种场景的勘测任务，如危险区域的灾害调查、空中救援指挥等。结合系统的组成以及类型特点，大概分为固定型无人机和无人驾驶直升机。固定型无人机主要是通过机翼的滑行和动力系统来完成起飞和降落，通过遥控和程控飞行全面提高无人机本身的抗风能力，并且在无人机中也可以设置对应的遥感传感器，快速地获取对应的信息，避免对后续的管理造成较为严重的影响。在固定型无人机起飞之前，需要选择较为空旷的场地，在林业资源监测和场地监测方面的作用较为突出，有效地保证了整体的监测效果。

在无人驾驶直升机应用的过程中，可以通过远程操控系统在不同场景中获取更加准确的监测信息，也可以在较为复杂地质环境中更加高效率地完成当前的监测任务，彰显无人机低空遥感技术本身的利用优势。在设备中融入了先进的GPS 拆分定位技术以及通信技术，属于组合式的技术模式，能够使整个监测工作具备较强的自动化以及智能化，同时也可以用于各种自然环境和灾区空间遥感信息的传递以及处理[1]。这一技术方案具备成本低的优势，已经成为各个国家在监测工作中的重要技术模式，也是未来遥感航空技术重点研究项目，如图1 所示。

图1 无人机低空遥感技术

2.无人机低空遥感技术在自然资源监测管理中的应用难点

2.1 数据的制约

由于无人机低空遥感技术在自然资源监测管理中的应用时间较短，在各项工作落实方面存在的矛盾和难点问题较多，所以在实际工作中需要根据无人机低空遥感技术本身的特点认真地分析其中所产生的难点，之后再按照实际情况提出更加科学的应对策略，以此来保证无人机低空遥感技术的正常使用。从以往使用情况来看，在无人机低空遥感技术监测的过程中采集相关数据后，高空会受到气流因素的影响，导致无人机稳定性逐渐地下降，并且也会对数据采集造成较为严重的影响，很容易采集到一定的误差数据，对工程管理造成的影响较为突出。另外，在利用无人机进行图像拍摄的过程中，无人机处于悬停状态，也会由于气流的影响使图像拍摄出现重叠或者模糊的情况。数码相机是无人机所搭载的主要摄像设备，广角拍摄能力很难符合预期的要求，需要通过无人机自身的旋转来完成当前的拍摄任务，但是由于在实际数据获取方面会受到内外因素的影响，导致最终结果的准确性很难得到充分的保障。需要工作人员再次进行勘测，不仅会浪费大量的时间，还无法保证最终结果的科学性。

2.2 系统的不自主性

大多数无人机在飞行的过程中配合着综合传感器和工作人员的远程操控来完成当前的监测任务，但是在实际监测的过程中，也会由于无人机内部的影响出现飞出目标范围的问题，或者是无人机内部遥感系统出现了故障，无人机无法自主性地解决。如果在短时间内没有采取科学的应对措施以及优化方案会对设备的运行造成较为严重的影响，例如会出现坠机事故，导致各项测位工作无法顺利地实施。

2.3 信息安全问题

在无人机低空遥感技术使用的过程中，数据的传输为重要组成部分，但是在数据传输时所产生的不安全因素较多，导致在监测的过程中一部分信息很容易出现丢失和泄露的问题。再加上黑客的存在，导致在信息传输的过程中容易出现信息盗取的问题，对实际监测的影响较为突出。

3.无人机低空遥感技术在自然资源监测管理中的具体应用

3.1 森林资源监测管理

3.1.1 森林资源调查

无人机低空遥感技术在自然资源监测管理中的应用作用较为突出，尤其是在森林资源监测管理中，能够充分发挥无人机低空遥感技术本身的优势来完成森林资源的调查，相对于传统人力调查方案最终数据能够具备较强的准确性。无人机低空遥感技术能够减少外出调查的风险，合理地配置对应的资源，并且也可以了解各种植被的分布情况，进一步保证最终的调查结果。借助无人机低空遥感技术能够快速地获取更加真实的森林资源信息，同时还可以准确地掌握森林资源的动态变化情况，全面地保证整体的工作效率，进一步为森林资源的使用以及保护提供重要的参考依据[2]。因此，在实际工作中需要充分地发挥无人机低空遥感技术本身的优势，满足自然资源监测管理的要求，获取更加真实的数据，保证整体的监测效果。

3.1.2 病虫害的观测

在树木生长的过程中难免会受到病虫害的侵袭，影响树木的健康生长。一些树木在发生病虫害之后，叶子会失去本身的色泽，严重时会导致树木生产效率逐渐降低，造成较严重的资源浪费。因此，在实际工作中需要利用无人机低空遥感技术来进行病虫害的有效观测。值得注意的是，在实际观测的过程中需要进行病虫害特点的深入性分析，按照不同的病害时间段，采取更加科学的处理措施，以此来解决在自然资源监测管理中存在的问题，防止出现大面积树木的损失。在无人机低空遥感技术使用的过程中，能够适当地转变以往人力巡查中不及时和不全面的问题，并且打破时间和空间的限制，在各个时间段内能够充分地发挥无人机低空遥感技术本身的优势来做好日常的巡查。按照不同的森林区域完成病虫害的监测，掌握树木病虫害的发生时间之后，再将信息上传到计算机平台中，方便人员提出有效的应对策略以及优化方案。还可以根据不同时间段的病害类型，科学地控制好病害的扩散以及传播，最大程度地保护树木。

3.1.3 生物信息的提取

生物信息的提取在森林资源监测管理中为重要的组成部分，这主要是由于不同树木的生长特点存在一定的差异，所以在实际工作中需要了解树木的生物信息，为后续森林资源的抚育管理提供重要的基础，避免对森林资源管理造成较严重的影响。为了快速地获取对应的信息，在实际工作中需要利用无人机遥感技术来获取对应的数据信息，减少对森林管理所产生的各项干扰。在实际监测管理工作中对象是单木的树冠，通过现场森林面积建立对应的监测模型之后，再根据无人机低空遥感技术所获取到的图像进行大范围生物信息的有效评估，并且还需要确定整体的分辨率，使最终结果准确性能够得到充分的保证。借助无人机低空遥感技术所获取到的图像能够按照树冠的直径推断出树木的生长，这样一来可以为后续森林资源管理提供重要的基础，同时也可以利用无人机低空遥感技术以光波段为主要的对象获取植被的指数信息。实现大范围森林生物量的有效估算，全面凸显无人机低空遥感技术本身的使用价值。

3.1.4 森林防火监测

在以往森林管理中进行防火监测的过程中主要包含了地面巡逻以及塔台观测等不同的方法，但是在各项技术实施的过程中，不仅耗时和耗力，还存在着观察范围有限的问题，很难快速地发现在森林资源中所存在的安全隐患。因此，在实际工作中需要充分地发挥无人机低空遥感技术本身的优势来进行森林防火监测，能够高效率地完成火场的侦查以及情报的搜集，快速地部署整体的管理方案。同时也可以结合监测的结果制作出对应的图像内容，为实际森林管理提供重要的保障[3]。在实际无人机低空遥感技术实施的过程中，要在发生火灾之后将现场信息快速地传递到指挥部门，为后续救灾管理活动提供重要的信息。在救援行动中，无人机技术可以配合着红外吊舱深夜监测复燃点，使各项救援活动能够具备加强安全技术，同时也可以了解整个救援进度，提高整体的防护效果。

3.2 水文资源监测管理

3.2.1 自然洪涝防汛监测

在自然洪涝防汛监测的过程中，由于大多数洪涝灾害发展较为迅速，卫星监测周期较长，无法满足实时监测的要求，再加上传统人力手段很难到达地势险峻的区域，对实际监测管理影响较为突出。因此，在实际工作中需要充分地发挥无人机低空遥感技术，克服在以往工作中所产生的各项不足，并且打破交通和地区条件的限制，快速地到达受灾的区域，了解地形地貌特点以及受灾的程度，为后续受灾管理提供重要的资料依据。在实际工作中可以结合无人机遥感技术本身的传输功能，快速完成各项救援方案的部署，同时也可以了解现场的信息，促进抗洪抢险工作能够具备较强的及时性以及准确性，减少对灾害地区所产生的影响。

3.2.2 水域动态监测

水资源的利用贯穿于人类生产和生活的全过程，随着人口的增加，工农业对水资源的使用量逐渐提高，与此同时，水资源的污染程度大幅度地升高，对我国环境造成了一定的影响。我国河流分布较为复杂，原有的动态监测非常地困难，并且现有的水文监测站在功能方面存在一定的局限。因此，在实施工作中需要充分地发挥无人机对物联网技术本身优势来开展水域动态化监测，健全水域水系资源动态监测模式，更加快速和准确地了解水域的变化情况，实现资源的科学配置。例如，利用无人机低空遥感技术预测水资源的发展趋势，为航道管理和水资源管理提供重要的信息依据。

3.2.3 水利工程监测管理

水利工程为重要的基础设施，有效地调节和改善当地水资源分布不均等问题，为了保证水利工程的正常运转，在实际工作中，需要充分地发挥无人机低空遥感技术本身的优势来进行水利工程的监测管理。在技术使用的过程中可以获取高分辨率的图像，了解作业区域的地形地貌以及生态环境等，从而使水利工程能够具备安全和高质量的特点，满足水利工程的建设要求。在水利工程运维管理的过程中，也可以利用无人机低空遥感技术获取更加真实的信息数据，动态化地了解现场的运行情况，方便工作人员提出有效的应对策略以及优化方案，全面保证自然资源监测管理的效果。

3.2.4 滩涂资源动态监测

滩涂主要是指海陆交接活动最为频繁的区域，为了使资源开发率得到全面的提高，要利用无人机低空遥感技术满足当前的监测管理任务，有效地减少资源浪费问题的发生。在监测工作中，要在滩涂开发施工前和施工后进行动态化的监测以及管理，定时定点地获取滩涂地区的实时影像，还需要掌握海水侵蚀和海平面上升的变化情况，了解自然区域的特点。在后续工作中还要落实环境保护的工作原则，维持生态平衡，在重点区域中充分利用无人机低空遥感技术获取更加清晰的图像，之后再进行资源管理方案的有效优化，从而使整体资源管理效果能够得到全面的提高。另外，按照无人机低空遥感技术所获取到的图像，掌握滩涂资源的变化范围以及变化趋势，为后续资源管理提供重要的基础，提高整体的管理效果。

4.结论

无人机低空遥感技术在自然资源监测管理中的作用较为突出，有效地保证各项管理活动的顺利进行。因此，在实际工作中需要按照不同自然资源监测管理的特点以及类型选择正确的监测方案，落实动态化的工作原则，持续地优化现有的监测模式，获取高清图像，使自然资源监测管理科学性能够得到充分的保障。