摘 要 近幾年，我國(guó)的無人機(jī)遙感技術(shù)不斷地完善與成熟，在一些領(lǐng)域上得到了廣泛的應(yīng)用。在草原生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)中，無人機(jī)技術(shù)也得到了大范圍的應(yīng)用，對(duì)于草原生態(tài)監(jiān)測(cè)以及生態(tài)保護(hù)都起到很大的作用。

關(guān)鍵詞 無人機(jī)技術(shù)；草原生態(tài)；遙感監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：S812 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.23.086

無人機(jī)遙感技術(shù)作為繼傳統(tǒng)航空、航天遙感之后的第三代遙感技術(shù)，可快速獲取地理、資源、環(huán)境等空間遙感信息，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)體重量輕、使用成本低、數(shù)字化和智能化程度高，應(yīng)用范圍和領(lǐng)域更為廣闊。無人機(jī)技術(shù)也叫做無人機(jī)遙感，是綜合無人機(jī)（UAV）數(shù)字遙感設(shè)備為載荷，以遙感數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)快速處理以遙感技術(shù)為支撐的遙感系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、精細(xì)農(nóng)業(yè)、地圖測(cè)繪、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、森林病蟲害監(jiān)測(cè)、公共安全等領(lǐng)域，為各應(yīng)用需求提供了最新、有效、現(xiàn)代化的途徑，彌補(bǔ)了其他傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的缺陷。無人機(jī)在草原生態(tài)監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要的作用，由于無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用范圍廣，并且不用耗費(fèi)大量的人力物力，成為了世界各國(guó)爭(zhēng)相研究的科技方案。

1 無人機(jī)技術(shù)監(jiān)測(cè)草原植被長(zhǎng)勢(shì)

牧草的高度和蓋度是反映一個(gè)地區(qū)草地生態(tài)質(zhì)量的重要指標(biāo)，建立牧草高度和蓋度的遙感模型，能夠準(zhǔn)確和及時(shí)地把握草叢高度和草地植被蓋度的空間和時(shí)間分布規(guī)律，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)草地植被長(zhǎng)勢(shì)的目的，為草地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)提供決策支撐。

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)以大范圍、高精度、高清晰的方式全面感知復(fù)雜場(chǎng)景，通過高效的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理流程生成的數(shù)據(jù)直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性。以無人機(jī)為平臺(tái)，搭載傾斜攝影測(cè)量設(shè)備，可獲取二維和三維影像，從而實(shí)現(xiàn)牧草正射航拍影像和草叢高度的獲取。無人機(jī)搭載相機(jī)獲取草地大樣方植被數(shù)碼照片的方法可用于地面草地覆蓋度數(shù)據(jù)的獲取[1]，結(jié)合地面實(shí)測(cè)、衛(wèi)星遙感，建立大尺度的衛(wèi)星遙感草地植被長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)模型，對(duì)草地生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估和監(jiān)測(cè)。

反演草地地上生物量即草地遙感估產(chǎn)，主要以地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與遙感指數(shù)建立反演模型。這種模型往往受到地面采樣點(diǎn)和草地生長(zhǎng)狀況時(shí)間分布的限制，不能建立對(duì)整個(gè)生長(zhǎng)周期具有普適性的模型。無人機(jī)的應(yīng)用彌補(bǔ)了空級(jí)觀測(cè)梯度的過渡，時(shí)間上可根據(jù)需求進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，從而實(shí)現(xiàn)了天、空、地不同尺度的相互驗(yàn)證，達(dá)到遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果多尺度轉(zhuǎn)換。

2 無人機(jī)技術(shù)監(jiān)測(cè)草原火災(zāi)

草原火災(zāi)危害極大，主要是燒毀草地，破壞草原生態(tài)環(huán)境，降低畜牧承載能力，并促使草原退化，具有火勢(shì)迅猛、蔓延速度快、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，是草原生態(tài)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容之一。

草原火災(zāi)的遙感監(jiān)測(cè)，以氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)為主。利用時(shí)間分辨率較高的NOAA/AVHRR、EOS/MODIS和風(fēng)云氣象衛(wèi)星，在紅外通道，通過對(duì)比監(jiān)測(cè)區(qū)溫度與背景溫度的差異監(jiān)測(cè)草原高溫點(diǎn)，判識(shí)草原火災(zāi)，估算過火區(qū)面積。由于氣象系列衛(wèi)星的空間分辨率的原因，亞像元火點(diǎn)的估算也不能滿足草原火災(zāi)監(jiān)測(cè)的精細(xì)化需求。資源衛(wèi)星的草原火災(zāi)監(jiān)測(cè)則因時(shí)間分辨率低，其研究大多應(yīng)用于災(zāi)后過火區(qū)面積的提取和災(zāi)后評(píng)估方面。

無人機(jī)快速獲取火場(chǎng)實(shí)時(shí)高分辨率影像的特點(diǎn)，能夠很好地補(bǔ)充氣象衛(wèi)星和資源衛(wèi)星空間分辨率和時(shí)間分辨率的不足，為草原火災(zāi)的監(jiān)測(cè)提供了新型有效的補(bǔ)充手段。無人機(jī)航拍影像可為草原火情監(jiān)測(cè)提供實(shí)時(shí)高分辨率影像，能夠準(zhǔn)確把握火情動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)為氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)草原火災(zāi)亞像元估算提供有效依據(jù)，也為火災(zāi)蔓延模擬提供可靠的初始場(chǎng)影像依據(jù)。

3 無人機(jī)技術(shù)預(yù)測(cè)草原生物災(zāi)害

在無邊無際的草原上也多有自然災(zāi)害發(fā)生，災(zāi)害一旦發(fā)生總會(huì)迅速蔓延，往往還會(huì)發(fā)生在人煙稀少的地域，各種生長(zhǎng)條件低下的環(huán)境中，應(yīng)用傳統(tǒng)的遙感技術(shù)不能滿足于平臺(tái)空間的分辨率，對(duì)于草原的自然災(zāi)害不能及時(shí)準(zhǔn)確的定位，傳統(tǒng)的遙感技術(shù)不能很好的檢測(cè)草原生態(tài)環(huán)境。然而，無人機(jī)技術(shù)在草原監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，更加靈活、快速地分析出草原的生態(tài)情況，對(duì)于一些自然災(zāi)害的防護(hù)起到基礎(chǔ)性作用[2]。無人機(jī)的應(yīng)用無論是在宏觀上還是在微觀上分析草蟲病害及鼠害，可以通過無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)多方面的更加細(xì)致的檢測(cè)出草原的自然災(zāi)害，及時(shí)遏制草原的病害，把它蔓延的情況縮小再縮小?？梢酝ㄟ^無人機(jī)拍攝分析出草原受害的基礎(chǔ)情況，無論是在地形地貌還是水資源的情況下，分析出到底是什么原因引起的，對(duì)于草原的危害做一個(gè)科學(xué)有效的統(tǒng)計(jì)[3]。并提前預(yù)測(cè)預(yù)防，大大地減少了災(zāi)害對(duì)草原的影響。

無人機(jī)植保技術(shù)是近幾年興起并廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)通過飛機(jī)噴施農(nóng)藥實(shí)現(xiàn)植保的新型技術(shù)，受地理因素的制約較小，空中作業(yè)效率高、節(jié)藥節(jié)水、作業(yè)安全、作業(yè)成效佳、不受草原長(zhǎng)勢(shì)限制且不損壞草地植被，尤其利于草原爆發(fā)性病蟲害，如蝗蟲和鼠害，以及小區(qū)域毒害草的防控，無人機(jī)都發(fā)揮著重要的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

無人機(jī)在生活中得到了廣泛的應(yīng)用，無人機(jī)在草原監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)于維系草原的平衡，對(duì)于牧草的監(jiān)測(cè)，對(duì)于蟲害的防治都起到了至關(guān)重要的作用。無人機(jī)不僅可以小范圍地監(jiān)測(cè)也可以大范圍地預(yù)防，能夠及時(shí)有效地解決草原問題。對(duì)于牧草退去還是生長(zhǎng)旺盛都能做到很好的監(jiān)測(cè)。無人機(jī)的應(yīng)用不僅提高了工作效率，還節(jié)省了大量的人力物力，減少了費(fèi)用和時(shí)間成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋清潔，崔霞，張瑤瑤，等.基于小型無人機(jī)與MODIS數(shù)據(jù)的草地植被覆蓋度研究——以甘南州為例[J].草業(yè)科學(xué)，2017，34（1）：40.

[2] 李風(fēng)賢.無人機(jī)技術(shù)在草原生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用與探討[J].測(cè)繪通報(bào)，2017（7）：99-102.

[3] 薛平.小型無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保應(yīng)用中的探討[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2016（8）：18-20.

（責(zé)任編輯：趙中正）