6 其它专项调查
（2）灾害调查 获取受自然灾害影响的森林面积和损毁程度。
监测火情状况
灾后区划受灾区域，统计受灾面积
6 其它专项调查
（3）湿地和荒漠化沙化土地调查
快速获取湿地区域和荒漠化沙化区域高清影像数据，对各种湿地类型、 荒漠化沙化类型进行准确识别并精确计算面积，同时节约人工成本。
二、在森林资源监测中的试用情况
电池电压
23.7 23.8 23 23.4
2222..45 22.3 22.3
22
21.7 21.8 21.6 21.5 21.5
21.3
23.1
22.9 22.7 22.6 22.5 22.4
22.1 22 21.9
21.2 21.8 21.1 21.7
20.9
20.8 20.6 20.5 20.3 19.9
航拍机 观测机 航拍机 观测机 航拍机 观测机 航拍机 观测机
500
100 30-300
200 30-300
100 30-300
12
4 0-12 5-12 0-12
4 0-12
2-4
>13
不使用
1
>10
1
>20
1
>10
1
>20
1
>10
1
>20
<13cm <3cm <6cm <3cm
2 CCD相机几何标定
灌木林地 非林地
精确判读过渡地类，提高判读精度
1 森林资源调查
（2）一类清查
外业调查人员用差分GPS确认一类样 地，使用感光效果良好的白板作为定 位点。根据影像上白板定位点，确定 样地范围，利用无人机遥感的时效性 强、精度高的特点，判断非乔木林地 样地的地类及地类面积。
1 森林资源调查
（3）二类调查
获取影像数据航向重叠率大于70%， 旁向重叠率大于30%。 以像素点邻域为模板，通过跟踪相似度极值建立匹配信息并实现像素 的拼接。
承德371样地拼接结果（约200张照片）
4 影像数据处理
（2）影像相对几何纠正
以高分辨率资源三号数据为参考，对拼接后的无人机航片进行相对 几何校正，采集30个左右特征点作为控制点，相对校正误差0.4米
无人机航摄影像地类边界清晰，既可以改善资源三号卫星影像 区划和判读的成果精度，又能提高二类控制抽样调查中的非乔木林 地样地调查的精度。
2 林业行政执法
（1）盗伐滥伐林木案件
利用无人机快速响应的能 力，当接到盗伐滥伐林木 案件后，执法人员携带小 型无人机迅速赶到现场附 近，对盗伐滥伐林木进行 航拍，精确获取盗伐滥伐 的面积、株数，加强对非 法采伐的监控。
测量 8旋翼专业无人机 激光雷达
激光雷达专用云台 22000毫安 15千克 5公里 13分钟
关键技术： • 海量数据存储、管理和分发技术； • 辐射纠正技术，包括系统辐射校正、大气校 正、频率补偿、噪声消除等；
• 基本几何校正，纠正飞机和传感器以及外部 因素引起的几何变形；
• 几何精校正，利用地面控制点进行精确的， 使图像数据与地面地理坐标系精确关联；
多光谱传感器
专业相机
激光雷达传感器
2 不同调查任务的无人机选型
航拍
观测
测量
比较因子 机型 主要载荷 载荷参数 云台 电池 起飞重量 遥控距离 续航时间
航拍 8旋翼专业无人机 佳能5D3 24mm定焦 5D3云台 16000毫安 10千克 5公里 13分钟
观测 4旋翼小型无人机 数码摄像头 数码变焦 集成云台 4420毫安 1280克 2公里 23分钟
无人机在森林资源调查中的应用
徐泽鸿 二〇一五年十月
主要内容
一 迫切性 二 无人机系统 三 应用技术 四 主要问题和几点建议
一、迫切性
1 森林资源管理迫切需要更精准的数据支撑 2 林业调查队伍迫切需要提高装备水平 3 无人机应用迫切需要规范工作流程
1森林资源管理迫切需要更精准的数据支撑
林业调查周期要求更短，数据要求更精细。 无人机遥感系统具有机动、快速、分辨率高、适
（1）多旋翼无人机与相机性能测试
为达到最大限度飞行时间，对相 同机型，选用16000毫安电池，进行 3米/秒、4米/秒、5米/秒的上升速 度测试，测试结果得到航高与最优上 升速度关系：
航高 小于50米 50米-120米 120米-150米 >150米
上升速度 5米/秒 3米/秒 4米/秒 5米/秒
1 飞行方案研究
二、无人机系统
1 无人机及载荷选择
固定翼和多旋翼无人机主要指标对照
VS
种类 固定翼 多旋翼
种类 固定翼 多旋翼
续航 O
飞行高度 O
起降要求 灵活性 天气环境影响
O
O
O
飞手技术 O
作业面积 O
照片清晰度 便携程度
O
O
1 无人机及载荷组成
飞机、POS、图像显示、云台、 飞机遥控器、云台遥控器
飞机控制系统
（四）无人机专项调查
在昌平、顺义、延庆、塞罕坝林场、河北涉县等地进 行了十多次飞行试验验证：
1 森林资源调查
（1） 全国森林资源年度出数
非林地 灌木林地
灌木林地与非林地属性判别需调整
1 森林资源调查
（1） 全国森林资源年度出数
乔木林与非林地区划边界需调整
1 森林资源调查
（1） 全国森林资源年度出数 同一区域的过度地类判读差别对比
（一）无人机航拍 （二）无人机实时现地观测 （三）无人机专项调查 （四）无人机林业应用展望 （五）无人机试用总结
（五） 无人机林业应用展望
1 基于光谱分析的植被类型和树种识别
获取不同地类光谱曲线，建立树种光谱数据库提高识别精度。
（五）无人机林业应用展望
2 三维建模森林蓄积估算
7.2m
（五）无人机林业应用展望
需要林业主管部门总结 经验，建立标准规范， 加强体系建设、队伍建 设。
无人机调查业务流程
无人机任务数据管理系统
无人机载荷系统
飞行器
无人机综合场验证系统
数据处理与分析系统
成果报告
主要内容
一 迫切性 二 无人机系统 三 应用技术 四 主要问题和几点建议
二、无人机系统
航空遥感
又称机载遥感，是指利用各种飞机、 飞艇、气球等作为传感器运载工具在空中 进行的遥感技术，是一种多功能综合性探 测技术。
（1）多旋翼无人机与相机性能测试
河北涉县实验飞行方案及结果：
航高500米，航速12米/秒，一个架次飞行距离约5公里。两架次 总航时约30分钟。
1 飞行方案研究
（2）不同地形地貌起降点和航线规划设计
样地类型
机型选择
飞行航高 (米)
飞行航速 (米/秒)
飞行架次
飞行时间 (分钟)
影像分辨 率
Байду номын сангаас
届中样地 一类调查 二类调查 三类调查
（三）无人机实时现地观测
资源三号卫星影像 无人机实施现地观测视频截图
无人机飞过山坡后掉头向后监视阴坡
（三）无人机实时现地观测
资源三号卫星影像 无人机实施现地观测视频截图
无人机飞过山坡后悬停，向正下方监视坡底
二、在森林资源监测中的试用情况
（一）无人机航拍 （二）无人机实时现地观测 （三）无人机专项调查 （四）无人机林业应用展望 （五）无人机试用总结
<7.8 <10.4
500 <13
有相机飞行
无相机飞行
飞行时间（秒）
25 20 15 10
5 0
无人机续航时间测试
0分1秒 1分1秒 2分1秒 3分1秒 4分1秒 5分1秒 6分1秒 7分1秒 8分1秒 9分1秒 10分1秒 11分1秒 12分1秒 13分1秒 14分1秒 15分1秒 16分1秒 17分1秒 18分1秒
2 林业行政执法
（2）违法征占林地、毁林开荒等案件
无人机可以及时采集监测信 息，快速成图并发到执法监 督机构，林业执法部门通过 高清遥感影像，分析出森林 遭破坏的地点和程度，以便 及时对征占林地、毁林开荒 等毁林行为进行纠正和处 罚。
3 营造林核查
利用无人机拍摄的正射影像可 以计算造林的面积、株数，通 过统计死亡株数和总株数得出 成活率、保存率。
（六）无人机试用总结
（1）无人机影像分辨率达到了肉眼近地观测精度，可以部分替 代人工现地调查，在保证调查准确性和地类识别精度的同时，能减轻 调查人员的劳动强度。
（2）无人机可以实时获取森林资源高清航拍数据，基本具备承担 届中样地调查任务的能力，能够辅助森林资源年度出数、一类清查和 二类调查工作，提高调查效率和质量。
（3）无人机航摄机动灵活、时效性高，用于营造林核查、荒漠化 监察、林业执法、灾害评估等方面，满足调查技术要求的同时又能够 减少外业时间，具备很大的发展潜力。
主要内容
一 迫切性 二 无人机系统 三 应用技术 四 主要问题和几点建议
1 续航能力
受电池重量和蓄电能力的限制，目前大部分多旋翼 无人机续航时间小于30分钟，只适用于小范围的数据采 集和核查。
通过正射影像能定位需要补植 的植株位置。
2014年3月北京十三陵水库南岸新造林
4 林地征占和林木采伐
无人机能够高效获取林地变化区域的影像数据
5 枯死木调查
北京十三陵柏树林航摄影像（2014年6月）
病死树木
6 其它专项调查
（1）森林健康状况调查
对变色树、异常林进行精确 定位，采集有效的影像资 料，辅助判断森林健康等 级。 清晰判别病虫害情况，获取 森林病虫害面积、程度。
二、无人机系统
作业高度：