無(wú)人機(jī)森林應(yīng)急管理系統(tǒng)

野生動(dòng)植物保護(hù)

無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)營(yíng)救：作為野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)、生物多樣性檢查的一種手段，無(wú)人機(jī)靈活性較強(qiáng)，無(wú)人機(jī)可在緊急情況下開(kāi)展搜索和救援行動(dòng)，能夠提供緊急藥物、調(diào)查非法捕殺、交易、使用野生動(dòng)植物等違法活動(dòng)、及時(shí)援助被困人員和野生動(dòng)物等，很大程度上節(jié)約了時(shí)間和人力成本。

無(wú)人機(jī)森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)

通過(guò)無(wú)人機(jī)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)災(zāi)情，進(jìn)而有效避免監(jiān)測(cè)區(qū)域發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的大型火災(zāi)。由于無(wú)人機(jī)具有精度高、速度快等特點(diǎn)，在掃描森林區(qū)域時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的火災(zāi)威脅。

火勢(shì)判斷

無(wú)人機(jī)可見(jiàn)光和紅外監(jiān)測(cè)，可以快速定位火點(diǎn)、確定火情、進(jìn)行林情勘查、拍攝現(xiàn)場(chǎng)照片、測(cè)繪過(guò)火面積、鎖定相關(guān)人員，為森林火災(zāi)案件偵破查處部門(mén)提供有力線索和證據(jù)，有助于提升森林火災(zāi)案件的辦案質(zhì)量和辦案效率。

濫砍濫伐

無(wú)人機(jī)技術(shù)補(bǔ)充了森林資源保護(hù)的方式，為森林生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)步和發(fā)展起到了促進(jìn)作用。在森林資源保護(hù)領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)協(xié)助開(kāi)展野生動(dòng)植物保護(hù)、巡檢監(jiān)測(cè)濫砍濫伐等工作，有利于維持森林資源的多樣性和持續(xù)性。

森林喊話

無(wú)人機(jī)具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、靈活度高、監(jiān)測(cè)范圍廣的優(yōu)勢(shì)，且其操作靈活，深鄉(xiāng)鎮(zhèn)、群體活動(dòng)多的地方以及林區(qū)等重點(diǎn)防火區(qū)域進(jìn)行防火宣傳，“隔空喊話”傳播森林防火常識(shí)，提醒群眾注意。

多光譜遙感變色立木監(jiān)測(cè)方案

政策背景

作為我國(guó)唯一一個(gè)一級(jí)林業(yè)有害生物物種，松材線蟲(chóng)病對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)具有極高的危險(xiǎn)性與毀滅性，現(xiàn)已擴(kuò)散至18個(gè)?。▍^(qū)、市）、672個(gè)縣級(jí)行政區(qū)，全國(guó)因松材線蟲(chóng)病累計(jì)致死松樹(shù)達(dá)數(shù)十億株，造成上千億元的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。

u 2020年7月，國(guó)家林草局提出將在國(guó)家“十四五”期間開(kāi)展松材線蟲(chóng)病防控五年攻堅(jiān)行動(dòng)，遏制松材線蟲(chóng)病快速蔓延勢(shì)頭，維護(hù)國(guó)家森林生態(tài)安全。u 2022年1月，自然資源部聯(lián)合國(guó)家林草局發(fā)布《關(guān)于共同做好森林、草原、濕地調(diào)查監(jiān)測(cè)工作的意見(jiàn)》（自然資發(fā)〔2022〕5號(hào)），嚴(yán)格規(guī)定了林業(yè)普查的目標(biāo)與要求，旨在實(shí)現(xiàn)松材變色立木數(shù)量逐年下降的總體目標(biāo)。u 松材線蟲(chóng)病作為毀滅性的森林病害，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處置、及時(shí)評(píng)估，刻不容緩。

行業(yè)現(xiàn)狀及痛點(diǎn)

松材線蟲(chóng)的危害

松材線蟲(chóng)通過(guò)寄生在媒介昆蟲(chóng)體內(nèi)進(jìn)行傳播，進(jìn)入到松樹(shù)體內(nèi)后，開(kāi)始破壞枝干導(dǎo)管，最終致死。病害具有病蔓延速度快、影響面積廣、治理窗口期有限等特點(diǎn)，嚴(yán)重制約著松材線蟲(chóng)病害的快速治理。

松材線蟲(chóng)病害的主要危害癥狀為：針葉變?yōu)榧t褐色，針葉不脫落，樹(shù)干可觀察到明顯的蛀干害蟲(chóng)侵害痕跡，同時(shí)病害也更易發(fā)生于針葉枯黃、生長(zhǎng)緩慢的松樹(shù)。

多光譜遙感原理

根據(jù)光譜遙感和植物表型學(xué)基本原理可知，不同種樹(shù)木或者相同種樹(shù)木的不同生長(zhǎng)階段、不同健康狀態(tài)下，樹(shù)木表現(xiàn)在不同波段的光譜反射率/發(fā)射率是不同的。松材變色立木的監(jiān)測(cè)，根本上就是通過(guò)光譜儀器獲取林冠不同波段的光譜反射率/發(fā)射率，進(jìn)而判斷林木的生長(zhǎng)狀況。松材變色立木多光譜遙感的核心思想是通過(guò)航空多光譜遙感的方式獲取樹(shù)木冠層信息，基于冠層光譜特征、形狀紋理特征與空間維度特征等信息構(gòu)建參數(shù)模型，多源信息自動(dòng)化提取松材變色立木，同時(shí)抑制復(fù)雜背景。

多光譜影像對(duì)比

松隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)對(duì)高頻性、全覆蓋性以及準(zhǔn)確性逐漸提出越來(lái)越高的要求。星遙感分辨率低，影像質(zhì)量難以保證，無(wú)法實(shí)現(xiàn)單株變色樹(shù)木的準(zhǔn)確提??；無(wú)人機(jī)可見(jiàn)光遙感雖可獲取高分辨率的精細(xì)化影像，但目視解譯、算法識(shí)別的方式難以適應(yīng)大面積、常態(tài)化的林業(yè)監(jiān)測(cè)需求。因此，高精度、高時(shí)效的病害監(jiān)測(cè)是未來(lái)林業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)的主要發(fā)展方向。而變色立木監(jiān)察作為松材線蟲(chóng)病監(jiān)測(cè)的有效輔助手段，為病害的準(zhǔn)確提取提供可能。

航空、航天多光譜影像效果對(duì)比

多光譜遙感智能區(qū)分

在山地的復(fù)雜地物場(chǎng)景下，變色立木與健康松樹(shù)水泥路等地物的光譜特征有顯著差異，而對(duì)于黃土、枯草等光譜特征相近的地物以及形狀紋理特征區(qū)分

多光譜遙感優(yōu)勢(shì)

（1）快：多光譜遙感一般都是基于畫(huà)幅式成像，同時(shí)獲取幾張不同波長(zhǎng)位置處的正攝影像，無(wú)需穩(wěn)定平臺(tái)和復(fù)雜的幾何校正，只需在通道配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上按照常規(guī)航測(cè)內(nèi)業(yè)處理流程即可完成數(shù)據(jù)拼接和預(yù)處理校正?；谥行⌒蜔o(wú)人機(jī)平臺(tái)開(kāi)展的低空遙感，使得時(shí)間分辨率得到了顯著提高，單架次可以獲取幾千畝至十幾平方公里區(qū)域的多光譜影像數(shù)據(jù)。

（2）準(zhǔn)：由于多光譜相機(jī)的波段設(shè)置基于松材變色立木及背景環(huán)境的特征光譜，所以雖然通道數(shù)量沒(méi)有高光譜多，但是仍然可以精確描述目標(biāo)特征、精準(zhǔn)抑制背景干擾，松材變色立木識(shí)別準(zhǔn)確度可以做到90%左右。

（3）?。?/span>多光譜相機(jī)的價(jià)格一般是同樣波長(zhǎng)范圍高光譜相機(jī)價(jià)格的1/10，且具有更輕的重量、體積，使得輕小型多旋翼、固定翼均可在無(wú)穩(wěn)定平臺(tái)的情況下便捷搭載，大大降低了硬件的采購(gòu)門(mén)檻和使用成本。此外，多光譜遙感的數(shù)據(jù)量一般是高光譜遙感的1/10～1/100，極大降低了存儲(chǔ)、處理、分析對(duì)電腦配置的要求，縮短了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的時(shí)間。

方案流程

詳細(xì)流程

無(wú)人機(jī)載多光譜遙感進(jìn)行松材變色立木監(jiān)測(cè)的工程應(yīng)用需遵照傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)航攝的技術(shù)流程框架，考慮到多光譜遙感作業(yè)的部分特殊要求，針對(duì)性地梳理了一套完整的技術(shù)方案流程

①影像獲?。?/span>以無(wú)人機(jī)采集可見(jiàn)光影像數(shù)據(jù)為例，首先按照測(cè)區(qū)范圍規(guī)劃航飛路線，采集拍攝一定重疊度的下視航片影像

②影像拼接：通過(guò)內(nèi)業(yè)拼接軟件，生成測(cè)區(qū)正射影像底圖

③數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理軟件采用全流程數(shù)據(jù)處理軟件，同步支持多光譜、熱紅外與可見(jiàn)光數(shù)據(jù)，可自動(dòng)進(jìn)行多源數(shù)據(jù)的拼接、配準(zhǔn)、輻射校正、融合等預(yù)處理。用于松材變色立木提取的專家算法封裝在行業(yè)應(yīng)用軟件中，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的交互操作，即可完成變色立木矢量位置、變色立木分布專題圖等專項(xiàng)成果的輸出，整體識(shí)別準(zhǔn)確度可達(dá)90%

④數(shù)據(jù)成果：1、松材變色立木成果專題圖為標(biāo)注枯死樹(shù)木位置的遙感專題圖，直觀了解所提取變色立木的空間分布信息；2、松材變色立木點(diǎn)位矢量文件：矢量文件包含坐標(biāo)、編號(hào)、樹(shù)冠面積的矢量數(shù)據(jù)集，為實(shí)地巡查人員提供位置標(biāo)注，并支持?jǐn)?shù)據(jù)交互；3、松材變色立木點(diǎn)位屬性表：屬性表包括投影坐標(biāo)（X,Y）和經(jīng)緯度等，可用于進(jìn)行實(shí)地驗(yàn)證

松材線蟲(chóng)監(jiān)測(cè)效果圖

應(yīng)用案例

無(wú)人機(jī)無(wú)線圖傳系統(tǒng)

方式一、無(wú)人機(jī)從高空采集視頻后，通過(guò)WiFi/微波鏈路數(shù)據(jù)到達(dá)地面站/無(wú)人機(jī)遙控器，再由5G/4G無(wú)人機(jī)圖傳專用終端（5G/4G單兵）進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。

方式二、無(wú)人機(jī)從高空采集視頻后，通過(guò)WiFi/微波鏈路數(shù)據(jù)到達(dá)地面站/無(wú)人機(jī)遙控器，匯聚于專用的便攜指揮平臺(tái)（5G/4G指揮箱）進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。便攜指揮平臺(tái)既作為管控中心，又作為圖傳終端，能將多路無(wú)人機(jī)畫(huà)面進(jìn)行匯聚、遠(yuǎn)程圖傳和管理，還能匯聚指揮中心、飛控手等視頻，協(xié)助指揮中心了解飛控手所處區(qū)域的地面狀況，各飛控手之間可相互通訊，建立臨時(shí)前端應(yīng)急指揮中心。

以上方式采用5G/4G等網(wǎng)絡(luò)傳輸，不受距離環(huán)境影響，指揮中心可通過(guò)PC客戶端、移動(dòng)客戶端或解碼器上電視墻方式觀看視頻，完成整個(gè)高空?qǐng)D采實(shí)時(shí)可視化的任務(wù)。指揮平臺(tái)不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)看前端無(wú)人機(jī)，還可以接入多種前端地面設(shè)備，如單兵、車(chē)載、應(yīng)急便攜類終端，實(shí)現(xiàn)與前端的實(shí)時(shí)通信，將無(wú)人機(jī)視頻完美地融合到了應(yīng)急指揮的整體系統(tǒng)應(yīng)用中來(lái)。

無(wú)人機(jī)設(shè)備推薦

無(wú)線圖傳設(shè)備推薦

無(wú)人機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)

《銀翔無(wú)人機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)》是最具行業(yè)應(yīng)用拓展?jié)撃艿呐嘤?xùn)系統(tǒng)從民航考試到警用駕駛航空器實(shí)操訓(xùn)練，可定制任何你想要的行業(yè)訓(xùn)練場(chǎng)景其為用戶打造訓(xùn)練、考試、實(shí)戰(zhàn)為一體的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。

項(xiàng)目案例