无人机在森林火灾调查中的应用研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:genglb119
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森林火灾是影响中国林业可持续发展的主要威胁。为了从根本上降低甚至杜绝森林火灾的发生,做好森林火灾的调查工作是防范森林火灾的有效举措。针对森林火灾调查工作量大、难度大,获取数据不全面、不精确的现状,以广东惠州老都田和广东鹤山粉洞为研究区域,以火烧迹地为研究对象,通过构建基于无人机平台的多光谱负载数据采集系统,获得森林火灾的高分辨率多光谱图像,运用Agisoft Photoscan软件对图像数据进行预处理,并由ERDAS遥感图像处理软件提取和解释遥感信息,最终提出一套无人机森林火灾调查系统集成与应用的技术方案和工作流程,获取森林火灾区域受害面积、受害树种和林木受损程度。结合无人机影像处理结果,采用标准地调查法进行森林火灾调查,与无人机调查结果进行比较,评估无人机在森林火灾调查中的适用性。研究结果如下:(1)无人机调查确定广东惠州老都田受害面积为10.84hm2、广东鹤山粉洞受害面积为75.70hm~2,标准地调查确定广东惠州老都田受害面积为11.40 hm~2、广东鹤山粉洞受害面积为79.60 hm~2,无人机调查获取的受害面积达到精度要求。(2)无人机调查确定广东惠州老都田受害树种为桉树、荷木,广东鹤山粉洞受害树种为马尾松;标准地调查广东惠州老都田受害树种为桉树、荷木,广东鹤山粉洞受害树种为马尾松。无人机调查确定的受害树种与标准地调查确定的受害树种一致。(3)标准地调查确定广东惠州老都田过火林分综合受害指数为0.8585,林分为重度受害林分;确定广东鹤山粉洞过火林分综合受害指数为0.7313,林分为重度受害林分。无人机调查得出的结果与标准地调查结果一致。(4)无人机调查广东惠州老都田、广东鹤山粉洞的单位面积耗时分别为0.88h/hm~2、0.17 h/hm~2;标准地调查的单位面积耗时分别为2.63 h/hm~2、0.69 h/hm~2。利用效率的计算公式,得出如下结论:当试验区面积一致时,使用无人机调查的效率比标准地调查法高;随试验区面积增加,无人机调查和标准地调查的效率均提高,且无人机调查效率提高的幅度比标准地调查大。(5)无人机调查广东惠州老都田、广东鹤山粉洞的单位面积成本分别为3083.03元/hm~2、589.56元/hm~2;标准地调查的单位面积成本分别为612.28元/hm~2、603.08元/hm~2。经成本比较,得出如下结论:标准地调查的单位面积成本比较稳定;无人机调查的单位面积成本随试验区面积增加而大幅度下降;初步认为,当调查面积达到80hm~2以上时,应用无人机调查的单位面积成本更低。通过研究,证实了无人机森林火灾调查系统和遥感影像数字化处理技术能够准确、及时、便捷地收集、处理、解译火烧迹地的相关信息,获取森林受害面积达到精度要求,估测的受害树种与林木受损程度与标准地调查一致,完全达到快速和准确获取森林受害面积、受害树种和林木受损程度的目的,减少了森林火灾调查的时间,提高了森林火灾调查的效率和安全性,为森林火灾灾后评估及调查工作提出了新方法及思路,将有助于扩展无人机系统平台在森林火灾调查等方面的适用性,并进一步推动森林火灾调查的科学化和信息化。
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