無人機(jī)森林應(yīng)急管理系統(tǒng)

野生動(dòng)植物保護(hù)

無人機(jī)監(jiān)測(cè)營救：作為野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)、生物多樣性檢查的一種手段，無人機(jī)靈活性較強(qiáng)，無人機(jī)可在緊急情況下開展搜索和救援行動(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。

無人機(jī)森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)

通過無人機(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

無人機(jī)可見光和紅外監(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)繪過火面積、鎖定相關(guān)人員，為森林火災(zāi)案件偵破查處部門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，無人機(jī)協(xié)助開展野生動(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

作為我國唯一一個(gè)一級(jí)林業(yè)有害生物物種，松材線蟲病對(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)，全國因松材線蟲病累計(jì)致死松樹達(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，國家林草局提出將在國家“十四五”期間開展松材線蟲病防控五年攻堅(jiān)行動(dòng)，遏制松材線蟲病快速蔓延勢(shì)頭，維護(hù)國家森林生態(tài)安全。u 2022年1月，自然資源部聯(lián)合國家林草局發(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》（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)

松材線蟲的危害

松材線蟲通過寄生在媒介昆蟲體內(nèi)進(jìn)行傳播，進(jìn)入到松樹體內(nèi)后，開始破壞枝干導(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)重制約著松材線蟲病害的快速治理。

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

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，不同種樹木或者相同種樹木的不同生長階段、不同健康狀態(tài)下，樹木表現(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)而判斷林木的生長狀況。松材變色立木多光譜遙感的核心思想是通過航空多光譜遙感的方式獲取樹木冠層信息，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)確性逐漸提出越來越高的要求。星遙感分辨率低，影像質(zhì)量難以保證，無法實(shí)現(xiàn)單株變色樹木的準(zhǔn)確提?。粺o人機(jī)可見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幅式成像，同時(shí)獲取幾張不同波長位置處的正攝影像，無需穩(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人機(jī)平臺(tái)開展的低空遙感，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、固定翼均可在無穩(wěn)定平臺(tái)的情況下便捷搭載，大大降低了硬件的采購門檻和使用成本。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>以無人機(jī)采集可見光影像數(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

松材線蟲監(jiān)測(cè)效果圖

應(yīng)用案例

無人機(jī)無線圖傳系統(tǒng)

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

方式二、無人機(jī)從高空采集視頻后，通過WiFi/微波鏈路數(shù)據(jù)到達(dá)地面站/無人機(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，能將多路無人機(jī)畫面進(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)看前端無人機(jī)，還可以接入多種前端地面設(shè)備，如單兵、車載、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。

無人機(jī)設(shè)備推薦

無線圖傳設(shè)備推薦

無人機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)

《銀翔無人機(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)為一體的無人機(jī)系統(tǒng)。

項(xiàng)目案例