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无人机技术在自然保护区建设中的应用前景
无人机,是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的不载人飞行器,实际上是无人驾驶飞行器的统称.与有人驾驶飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便等优点.在单位时间内,使用无人机观察面积更大,成本更低,机动性更强；傻瓜式操作,一键式回收；清晰摄像头,清晰成像,实时了解火险数据；无线数字传输,避免野外架线；可组合成空中飞行监控系统,可大范围、多区域在森林区域进行防火侦察；数字云台结合G P S,火点精确定位,险情现场回馈,辅助抢险救灾指挥决策；人机分离,安全性高.无人机的应用避免原始人工了望观察火情的局限,实现林区管理数字化、科学化,减少林业部门费用支出和管理成本.在监控森林火情的同时,还可对森林资源、生态环境、森林病虫害及野生动物等进行有效监控.
1 当前自然保护区工作现状
随着社会发展、人口增长,空气污染日益严重,人类回归自然的渴望更加强烈,对城市园林地面积进一步加大,使森林防火和森林管护工作形势更加严峻,为有效减少和预防森林火灾的发生,保护森林资源和人民群众生命财产安全,需要投入大量的人力物力.当前,针对人防巡护面积小、视野狭窄、地形地势崎岖、森林茂密等森林防火不利因素,积极创新,勇于探索,积极尝试新方法开展森林防火和森林资源监测工作,势在必行.
1.1 管护面积大,人力物力不足
普遍存在的问题是人均管护面积大,巡护设备简陋.以辽宁努鲁儿虎山国家级自然保护区为例,保护区自然资源管护面积为16128.6公顷,平均海拔在600米以上,海拔800米以上的山峰有10座,占全山脉的22%,海拔1000米以上山峰有4座,占全山脉总数的40%.保护区内国家重点野生保护植物4种,中国濒危保护植物7种；国家重点保护野生动物34种.维管植物1015种,脊椎动物354种.具有丰富的生物多样性和巨大的保护价值.目前,保护区共有正式护林员43人,人均管护面积320.93公顷,加上防火紧要期临时护林员33人,也达到181.57公顷/人,而通用的巡护工具只是摩托车和对讲机.
1.2 动植物动态监测耗时耗力
为及时了解自然保护区的森林生态系统结构和功能的动态变化状况,以及区内水文、土壤、植被、地表径流、地下径流、动物迁徙规律等情况对森林生态系统的影响,以便有的放矢地落实各项保护措施,需要不定期进行动态监测.然而人们单凭肉眼很难掌握位置较高的树冠枝叶物候情况.若仅靠科研监测人员徒步监测,不仅消耗体力,耗费时间,还存在管理“盲区”,严重影响科研效果.
1.3 病虫害防治难度大
通常的森林生态系统特点是乔木层、灌木层和草本层分明,乔木层树高林密,林下灌木及草本层生长茂盛.很多地域不便于人工进行病虫害防治和药物喷洒.植物是自然保护区野生生物的主体, 对植物的保护必须具有病虫害预报、检疫、防治等措施.以辽宁努鲁儿虎山国家级保护区为例,保护区具有落叶阔叶林的典型性和天然山杏林的成片性,植被茂密、山高坡陡,特别是面积达到3713.1公顷的核心区内,大部分路段年久失修,路况较差,险处丛生,加大了病虫害防治工作难度.
2 无人机技术在保护区管理上的应用前景
2.1 森林防火方面
无人机可通过搭载的遥感设备进行日常巡查,进行全天候监测,及时发现火情,将森林火灾扼杀在萌芽状态.对一些林区死角也能够进行监测与布控,解决地面巡护无法顾及的偏远地区发生林火的问题.对可疑点或区域,可通过飞行控制单元实时对重点区域进行长时间悬停监控；对火灾区域进行火情态势实时监控,提高灭火作战效率,防止救火人员的伤亡.在烟雾较大等恶劣环境能够找出高温火点,准确把握和及时了解火灾现场的各种动态信息,进一步提高火情监测效率.无人机环境适应性强,可在火场高温、烟雾（低可见度）、有害气体等多种复杂环境下工作；多种载荷支持白天、夜间工作,全天候随时可执行任务；效率高,巡查速度10米/秒,巡查范围最远可达10公里,若干数量无人机可建立相对稳定的网络拓扑结构,构成移动节点群,进行森林日常巡护；人机分离,安全性高,最大限度保障消防人员生命安全；携带方便,操作简单,反应迅速,起落对环境要求低.
2.2 科研监测方面
运用无人机开展辖区边界巡查、动植物信息采集工作,可确保辖区森林资源安全,更好地促进生物多样性保护.相比人力巡护,无人机的巡航覆盖面积大,巡航时间久,巡航里程长,并且可利用航拍建模软件进行数据处理,生成正摄投影,为下一步资源管护工作提供了有效数据,实现了高空资源监测和地理信息数据采集的目的.从而有效解决人力物力不足的难题,全面提升巡查监测能力,实现地空巡护监测有机结合,为资源管护保驾护航.
2.3 森林病虫害防治方面
在不便于人工防治的地区地带,如植被茂密、山高坡陡地区,借助无人机技术对森林虫害进行药物喷洒,远距离遥控操作,调节作业高度、药滴漂移,利用旋翼产生的下旋气流有助于提高药滴对森林层次的穿透性,保障喷洒作业人员安全的同时可节省水和药物使用量.而且无人机技术防治效率比人工防治效率要高,每天可防治300～500亩,节水节药、喷洒均匀、节省劳动力.还可实现远距离操作,避免技术人员因长时间与药物近距离接触带来的身体伤害,达到病虫害防治目的.
在自然论文范文结:
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