淺析無人機航拍與ArcGlS在林業調查規劃中的應用

應靜寧

（永康市林業科技開發有限公司，浙江 永康 321300）

在近代林業科學生產管理工作中，最基礎的林業工作就是林業調查規劃，該項工作指的是對林區自然屬性與社會屬性進行詳細探查和統一規劃的一個過程，例如森林資源與生態質量進行調查與監測、生態質量的調查與監測、林業生態工程規劃設計或者是森林資源資產評估都屬于這一范圍。過去國內林業資源管理水平參差不齊，生態的多樣性、動態性大大加強了林業資源管理的難度。在科學技術不斷發展的現在，林業調查所應用的調查技術也在推陳出新，無人機航拍技術的出現降低了林業調查的規劃工作難度，在ArcGIS地理信息系統軟件配合下，降低人力資源，節約大部分人工調查成本，為林業調查提供更為準確數據支持，提高工作效率。

1 林業調查規劃設計在林業生產建設中的作用

1.1 有利于保護林業資源

林業資源對人們的生活及生存環境都有著巨大的影響，尤其是決定著地球生態環境的維持效果，林業資源同時有著防洪抗澇、防風固沙等功能。開展林業調查規劃設計能夠實現對林業資源的整合目的，幫助分析目前林業種植區域存在的不足之處及現有優勢，對林業部門進行指導，有利于保護林業資源，充分發揮林業資源功能，指導開展林業生產建設活動。

1.2 有利于林業經濟發展水平的促進

我國是一個人口大國，雖然我國的土地面積也位居世界前列，但是我國的人均森林面積覆蓋率卻遠低于其他發達國家，也就是說我國的生態環境相對薄弱，因此導致我國林業資源在整個林業生產建設活動中存在諸多問題。例如我國的甘肅地區，林業生產建設受到氣候條件的影響，同時也受到地形地勢產生的影響，決定著甘肅地區不具備足夠的天然森林資源覆蓋面積，直接制約了林業經濟水平的發展。近些年我國越來越重視對生態環境的保護工作，也開始重視林業生產建設，但是森林資源的數量不斷增加，林耗隨之增長，這就在很大程度上造成了我國林業經濟發展不協調的問題。不僅如此，我國以甘肅為首的西北地區土地條件相對較差，因此缺少適合林木種植的土地面積，在進行人工造林時面臨著巨大的困難，最終致使我國很多地區的林業經濟發展速度極為緩慢。此時開展林業調查規劃設計工作就有著極為顯著的優勢，可以利用規劃設計有效把控總體林業發展局勢，同時能夠合理的統籌各個林業建設環節的制定過程與具體實施過程，通過開展合理的林業布局并投入先進的建設技術，能夠從根本上提升我國林業的整體經營管理水平，最終充分保證我國林木資源的長遠供應，實現林業建設經濟水平的增長。

2 無人機航拍技術及ArcGlS技術要點

2.1 無人機航拍技術

無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV”，它是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或由車載計算機完全的或間歇地自主操作。無人機根據使用領域不同大致可分為兩種：軍事無人機和民用無人機，最初無人機被研究出來的目的就是執行軍事任務，隨著各行各業技術的不斷發展，無人機被廣泛地應用于非軍事領域，即民用無人機，無人機+行業應用，是無人機真正的剛需，也大大拓展了無人機的用途。航拍又可稱為空拍、空中攝影等，是指從空中拍攝地形地貌，獲得俯瞰圖，即為空照圖，航拍的攝像機可自動拍攝、遠程控制和由攝影師控制，并且可作為航拍的平臺有很多，比如飛機、直升機、熱氣球、降落傘甚至風箏，由于利用無人機進行的航拍圖像比較清晰，所以不管在軍事、農業、植保等方面，無人機的應用都是非常廣泛的。

2.2 ArcGIS技術要點

利用ArcGIS Model Builder提取大普查數據時，需注意以下幾個關鍵點：一是利用SQL查詢語句進行篩選。在模型構建時，需用到SQL查詢語句進行數據篩選，部分文件地理數據庫與個人地理數據庫的查詢語言不一致，為確保數據選擇無誤，在進行全省數據提取時，需保持基礎數據庫格式與制作模型時數據庫的格式一致。二是大普查基礎數據邊界問題。提取所需的基礎數據（2017年度林地數據庫、第四次森林資源規劃設計調查數據庫、公益林數據等），由于調查標準體系與工作重點不一致，不同數據間小班外圍邊界存在一定的差異。根據大普查數據技術要求，本次小班圖形數據以林地數據為準。三是大普查基礎數據屬性問題。由于屬性數據是采用幾套數據的結合，在獲取第四次森林資源調查小班相應屬性時，對于兩套數據圖形邊界不一致的小班，本次采取以獲取相應圖斑面積最大的屬性作為結果。

3 無人機航拍與ArcGlS在林業調查工作中的應用

用無線電遙控和計算機系統一起進行遠程操控的不載人飛行技術可以理解為無人機技術，加載上攝像鏡頭進行拍攝的行為可以稱為航拍。這項無人機航拍技術對多種多樣的林業地貌資源進行衛星定位，實施通信定位技術監測得出數據和信息，使用Pix4Dmapper等相應的軟件拼接影像數據，并在軟件中進行坐標投影轉換導出拼接好的矢量圖。在ArcGIS軟件中校正航拍影像數據與地圖數據之間的匹配度，再導入實際控制點或者調查范圍可以準確獲取控制點的坐標值和調查范圍的分類區劃，正射影像得出的矢量數據也可以由ArcGIS計算得出面積、株數，得出成活率和保存率，定位需要補植的植株位置。航拍出來的影像圖分辨率達到了肉眼近地觀測的精度，針對不同載荷和不同業務，林業技術人員可以根據以往調查經驗，在ArcGIS中實現精確判讀同一區域的過渡地類，提高判讀精度，在保證調查準確性和地類識別精度的同時，后期通過影像數據判斷設計出圖能減輕內外業調查工作人員的工作強度。最終ArcGIS軟件處理后生成圖紙，發到調查執法等監督機構通過高清遙感影像圖紙，分析計算出林間植物遭遇破壞的地點和程度，可以及時對違法征占、毀林、開荒等行為進行教育糾正和處罰處理。調查整改后得到的矢量數據可以在ArcGIS數據庫進行更新替換，對數據信息進行統一存儲管理。

4 結束語

近年來，總而言之，人與自然的長遠和諧發展是促進人類進步的前提條件，尤其是對于人們的日常生活質量來說，生態環境的發展有著直接的影響作用。無人機航拍憑借自身的優勢在各行各業都發揮著重要作用，有效地提高了工作人員的工作效率，改變了傳統的拍攝方式，提供新角度讓人們去了解世界，未來如何不可知，但無人機航拍必將成為一個遙遙領先的新興產業。