应用丨无人机“天眼”巡查，全覆盖高效监测山火

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最初没有人在意这场灾难，这不过是一场山火，一次干旱，一个物种的灭绝，一座城市的消亡，直到这场灾难和每个人都息息相关。

——流浪地球

澳大利亚的山火，从2019年9月以来，已经烧了近5个月，造成至少33人死亡，约10亿野生动物丧生，2500多间房屋和1170万公顷土地被烧毁。森林大火每年都给全球经济造成巨大损失，“早发现早应对”是森林火灾降低损失的重要手段。防范森林火灾，是林业工作的重中之重。

▲ 受惊的考拉躲在救援人员的怀里

随着我国社会经济不断发展，林业在国家发展中的作用逐渐由资源供给向改善生态环境转变，对合理利用森林资源，实现可持续发展的要求也越来越迫切。

但是，我国林业信息采集与处理手段仍较落后，费时多、成本高、精度差、周期长等问题十分突出，与国家建设现代林业的要求不相适宜。因此，目前急需一种高动态、低成本、效率高的数据采集技术来解决这些难题。

如何有效利用高科技手段解决林业资源调查、森林防火等问题，已成为林业工作的重中之重

研究证明，无人飞机遥感技术能够很好的解决这些问题，从国情和林情上来讲，无人航空遥感系统是实现资源数字化管理的重要技术手段，弥补了卫星数据昂贵、分辨率低等缺点，减少了人为因素的干扰，能够有效改善基层林业部门缺乏先进调查工具的现状。

无人机作为一种新型的集高效率工作与低成本投入于一体的成像快速获取系统，在对车、人无法到达地带的林业资源调查、生态环境、森林防火等方面有其独特的优势。

无人机

1	无人机操作简单，可以方便地根据需要设计飞行区域、飞行航线、飞行高度。
2	可多台，多架次进行航拍作业，长时间的监控林区。
3	搭载专业级别相机、高清图传，以及热成像仪、多光谱相机，可完成图像、视频、热成像、光谱影像采集，完成各项林业任务。

无人机林业应用流程

▲ 无人机林业应用流程图

无人机林业应用方案

1无人机+正摄载荷+空三软件=数字正射影像DOM

无人机搭载正摄载荷，快速获取高分辨率影像，通过软件后处理，生成数字正射影像，数字正射影像是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，在图像上可以非常直观地进行林业资源调查。

▲ 数字正射影像DOM / ▼ 下图面积单位为㎞²

2无人机+倾斜载荷+建模软件=实景三维模型

倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，实景三维模不仅真实反映林业场景，同时可以实测面积、体积等，使林业资源调查更加方便。

▲ 林业实景三维模型

▲ 三维模型局部

▲ 三维模型局部

▲ 林区覆盖面积测量

3无人机+多光谱载荷+处理软件=反射率影像

多光谱图像传感器通过电磁光谱捕获特定频率的图像数据。这些波长可以通过滤光器或通过使用对特定波长敏感的仪器（包括来自超出我们可见视线的频率的光），例如红外线来分离。光谱成像还可以提取人眼未能捕获的其它附加信息。利用植被对于单波段光照反射率的差异，对最终成果图进行分析。

▲ 多光谱影像与可见光影像

基于光谱识别的多光谱测温方法（Multi-spectral Thermometry Based  On Spectrum Recognition，MSTSR）包括目标光谱识别方法和基于波长优化的多光谱测温模型。

目标光谱识别方法主要研究目标光谱辐射特性，对每类光谱建立发射率模型，研究目标光谱的特征提取方法和分类识别方法，实现目标光谱类型的识别。基于波长优化的多光谱测温模型，根据识别的目标光谱类型选取发射率模型，建立基于波长优化的多光谱测温模型，求解目标真温，将这一技术应用于林业领域，可以提前将火灾隐患消除于未然。

4无人机+视频载荷+图传系统=实时视频

无人机可以高空实时拍摄作业，根据巡查前编好的林区GPS坐标点，进行自动飞行巡查，并实时同步传输到地面站，地面人员根据巡查信息监控森林情况，拓宽了地面巡视视角，大大提高工作效率，利于统观大局。

当无人机在火场上方飞行时，还可将火场的轮廓、面积、蔓延速度等数据实时传回地面控制中心，监测林火发生（特别适用于初发火和隐火）和火场发展动态，为地面扑火指挥提供可靠信息，提高灭火作战效率。

看完无人机值守森林的硬核操作

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作者/石真真 编辑/梁漪媚

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