日前，为贯彻落实海南省林况业厅下达的提交自然保护区基本情的通知，需要五指山国家级自然保护区管理局在人工林种植区核查造林面积。时间紧、任务重、范围大、地势环境复杂，传统人工方法不仅效率低、周期长，而且作业人员的人身安全风险也比较高。为了又快又好地完成此次调查人物，林区管理人员准备采用无人机航测的方法，如此不仅能面面俱到，而且位置精度也比较高。管理局经过对多种无人机的调研和试验考察，最终选定senseFly公司的eBeePlus无人机来实施此次项目，由创世夏汉（北京）科贸有限公司和北斗数联（北京）科技股份有限公司负责具体航测外业和内业任务。

 五指山国家级自然保护区管理局

保护区护林员试用eBee Plus无人机

　　无人机航拍具有高清晰、大比例、小面积等特点，适合获取带状地区航拍影像（公路、铁路、河流、水库、海岸线等）。通过无人机获取的高清晰航拍影像可获取土地范围，精确计算植树造林面积，株数，还可通过死亡株数及总株数获取计算成活率与死亡率，用于林业管理的成本计算及造林规划，且通过正射影像还能定位到需要补植的树木位置。

　　五指山自然保护区，植被丰富，山区地势起伏较大，甚至可达700米。为了保证数据精准，需要无人机随地势起伏，随时自动调整飞行高度。如何选择一架适宜的无人机就成了首要解决的难题。最终项目团队选择使用eBee Plus无人机进行航拍，保证航线可以随地势起伏而升高或降低，进而使飞机的贴地高度始终保持一致。

五指山地貌

　　为了更加精准的测定造林面积，项目组将整个区域设计了31条航线，按照“z”字型进行飞行任务，飞行当天雾气弥漫，3~4级风，不过这对eBee Plus来说根本不是问题，飞行无障碍，结果也是经得起“风吹日晒”。

航线规划

　　用“3D”来概括此次飞行任务是最合适不过了，即困难的（Difficult）、要求高的（Demanding）和危险的（Dangerous）任务。山区陡峭，相对平坦的地形极难寻觅，得益于eBee Plus无人机易于转场、起飞降落受场地限制较小的特点，最终确定了两个无人机起降点。此次飞行共设置的两个起降点与地面站之间的距离至少500米的距离，全程依靠电话沟通，更有甚者，在一个航次中，无人机需要飞行4公里才得以进入林区进行勘察。

作业人员上山途中

　　上山，下山，起飞，降落，项目团队仅用两天时间完成了13平方公里的核查工作。这效率让当地护林员惊呆了。（如果使用人力核查，1平方公里10几个人花2天时间都不一定能干完。这一切都是地形惹的祸啊，大概有一天半都在爬山的样子。）

无人机起飞

无人机作业现场

　　传统测量方法需要耗费大量人力、时间，以往粗犷的森林资源调查往往通过目测或简单的仪器进行测量，精度较差，满足不了“精准林业”和“数字林业”的要求，而且无法降低项目成本。

　　与卫星相比，无人机综合成本低，性价比高，机动灵活。航拍操作方便，稳定性、安全性好。特别是，全面立体的视角能够极大减少护林员现场勘察的工作量。但是如果无人机选择不当，往往会得不偿失。

　　航拍结束后，从eBee Plus无人机配置的软件中获得图像模型，并将其导入Esri ArcGIS软件中，进行后期的内业处理工作。

种植林分类和面积标注

　　senseFly eBee Plus测绘项目的各项数据

　　• 项目时间：2018

　　• 测绘地点：五指山自然保护区

　　• 测绘时间：两天

　　• eBee Plus项目员工：2名（一人负责地面站，一人控制飞机起降）

　　• 总共航次：14次

　　• 飞行覆盖面积：

　　1~7航次：6.5平方公里；

　　8~12航次：5平方公里；

　　13~14航次：1.5平方公里

　　• 运载相机：RGB相机

　　• 获取图像总数：1300余张

　　除此之外，无人机在森林资源调查方面也大有可为。

　　无人机航空摄影测量技术可以实现对林班、小班的数据采集和获取，研究对象不再立足于单木和样地，还可将整个林场作为研究对象，这就更使无人机技术在森林资源调查和动态监测中发挥巨大优势。

　　无人机获取森林信息工作流程

　　森林信息是在无人机飞行系统拍摄影像的基础上获取，然后对影像进行畸变校正、连接点提取与平差、空三加密、影像自动匹配、正射影像纠正等处理后，进行树木参数的提取。通过无人机不仅可以获取具体的树木信息，还可以有针对性地进行森林资源调查及林区规划。

　　如何获取森林结构参数

　　随着森林资源的日益减少和数字化技术的不断发展，对单木和林分实现精准无损测量已成为相关领域的研究热点。目前，通过无人机影像提取的森林结构参数主要包括单木树高、单木冠幅、株数密度、郁闭度、林分平均高、生物量及蓄积量等因子，而树木胸径主要是通过影像提取的树木高度和冠幅来进行反演。无人机影像提取森林结构参数正在朝着数字化、信息化、自动化的方向发展，提取结果将在精度和速度上占有更多优势。

　　在林区规划及树木空间分布方面的应用

　　实验表明，利用无人机进行主要树种空间分布调查与地面调查的结果是相似的。有研究人员获取了25.29平方千米的研究区无人机影像，运用面向对象的分类方法获取了研究区内红树林的空间分布情况，验证显示，信息精度超过90%。通过搭载不同类型的传感器可以获得不同波段的光谱信息，极大增强了无人机的森林调查能力和效率。随着城市规模的不断扩大，无人机在城市规划、改造、绿化等方面起着越来越重要的作用。有研究表明，在卫星影像时效性不强、云层遮挡的情况下利用无人机影像获取井冈山绿地覆盖分布情况，获取成果达到城市绿化测定工作的要求。

　　完成森林景观三维重建

　　无人机可以很好地进行三维景观重建，通过三维重建技术获取无人机影像的深度信息可以完成对树冠的三维模型重建。与之相比，主动遥感技术如雷达机载平台只提供部分树冠重建，地面激光雷达数据具有局限性且成本较高。研究人员利用无人机影像提取数字高程模型并叠加高分辨率无人机影像，用载波相位差分技术采集的地面控制点对提取的数字高程模型进行精度检验，结果表明，生成的森林三维景观真实感强且精度较高。

　　无人机及相关技术的发展推进了无人机在森林信息获取方面的应用，现代林业调查规划的需求同样加大了无人机在林业方面的研究力度。无论作为影像获取源，还是综合激光雷达数据，无人机都可很好地应用于林业的许多方面，但目前，在技术方面，还有很大的提升空间。

　　无人机不仅在森林资源调查方面大有可为，在森林景观重建以及林区规划方面也可大显身手。今后，加强无人机在森林生态旅游地区对重要游览区三维景观的还原，能够为景区和当地旅游宣传提供有力的服务。