無人機護林巡檢實施方案-LSJ-2019022-六視角科技

六視角科技內(nèi)部資料17/24無人機森林防護實施方案(六視角科技)（編號：LSJ-2019022）編制：重慶市六視角科技服務(wù)有限責任公司2019年11目錄任務(wù)目標分析基于無人機的森林防護需求分析傳統(tǒng)的森林防護林區(qū)巡護工作內(nèi)容無人機巡護的優(yōu)勢林區(qū)巡護方案林區(qū)常規(guī)巡護林區(qū)警情巡護林區(qū)病蟲害監(jiān)測森林資源測算林區(qū)應(yīng)急處置飛行器與設(shè)備護林需求協(xié)調(diào)項前期準備任務(wù)實施成果分析提交成本核算任務(wù)目標分析森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是維護自然界生態(tài)平衡的關(guān)鍵因素。以森林為主要經(jīng)營對象的林業(yè)，是培育、保護、利用森林資源，推進國家生態(tài)建設(shè)，促進人口、經(jīng)濟、社會、環(huán)境和資源協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。然而，森林火災、森林病蟲害、毀林開墾、亂占林地、亂砍濫伐等森林資源遭受的破壞給林業(yè)造成難以估量的損失；每年，林業(yè)部門的林區(qū)防火減災巡查、森林病蟲害防治、森林資源調(diào)查、林業(yè)行政執(zhí)法、營造林核查、林地征占和林木采伐偵查、枯死木調(diào)查、森林健康狀況調(diào)查等監(jiān)測工作需要投入大量人力和財物。如何有效的監(jiān)測森林資源，給森林資源的科學化管理提出了挑戰(zhàn)。如若單純使用人工方式巡護，費時耗力且因為大部分林區(qū)的自然、地理條件相對比較惡劣，使得人工巡護方式暴露出諸多不便和局限，勢必影響林業(yè)主管部門對林區(qū)的管理效果。無人機具備高空、遠距、快速、自行作業(yè)的能力，可以大范圍、高清度對林區(qū)進行快速拍攝。對林區(qū)周邊環(huán)境進行調(diào)查，查看分片林區(qū)是否遭到破壞；對林區(qū)進行熱成像的快速攝像和監(jiān)測，可遠程探測是否有火災、人為破壞；能夠準確實施林區(qū)面積測算、各類林業(yè)數(shù)據(jù)采集；因此可以做好防火減災巡查、林業(yè)行政執(zhí)法、林地征占和林木采伐偵查等工作?；跓o人機的數(shù)據(jù)采集，補充了傳統(tǒng)人工、衛(wèi)星遙感測算方式的不足。通過對獲取的影像進行處理,能快速定位到厘米級精度位置，相對衛(wèi)星遙感測量的精度更高更準確,為營造林核查、枯死木調(diào)查、森林資源調(diào)查等管理工作提供有力支持。通過將遙感技術(shù)植入到無人機中，對林區(qū)進行監(jiān)控，進而了解森林健康狀況，判斷病蟲害疫情，為森林病蟲害防治作好調(diào)查工作。我公司還可使用固定翼、旋翼機、直升機、植保無人機等飛行器對森林蟲害實施藥物噴灑，相對人工防治更高效、更安全。基于無人機的森林防護需求分析傳統(tǒng)的森林防護傳統(tǒng)的森林防護工作通常以人工巡護作為主要手段。巡護人員沿線路巡視，檢查可視范圍的林區(qū)及有限的地表環(huán)境。不僅工作量大而且條件艱苦，特別是對山區(qū)和跨越江河的林區(qū)巡查，所花時間長、人力成本高、困難大，某些林區(qū)人工巡查方法目前還難以完成。森林防火：傳統(tǒng)的森林防火一般是人工巡查，或者直升機巡護。人力巡查耗時耗力，且不能做到全面監(jiān)測。目前的森林防火設(shè)備一般只安裝在輸電線路桿塔或其它至高點上，此類設(shè)備只能監(jiān)測指定區(qū)域。直升機防火巡護不僅成本高，涉及軍民航空域申請而不易實施。在傳統(tǒng)風俗祭祀時期的上山掃墓祭祖高峰時段，活動在林區(qū)或林區(qū)附近的人員大幅增加，火源防控難度明顯加大。森林病蟲害防治：工作人員在蟲災增殖期、猖獗期、衰退期需要大面積長時間調(diào)查；根據(jù)前一年病蟲發(fā)生情況和越冬代確定調(diào)查對象，在預設(shè)的規(guī)劃蟲情踏查線路、監(jiān)測點進行監(jiān)測，完成森林病蟲情調(diào)查統(tǒng)計，整理分析森林病蟲情。這種病蟲害監(jiān)測方式存在天然的短板，監(jiān)測點與監(jiān)測點之間存在一定的空白區(qū)。森林資源調(diào)查：森林資源連續(xù)清查的一類調(diào)查大都采用以固定樣地為基礎(chǔ)的連續(xù)抽樣和遙感圖片衛(wèi)星判讀的方法，其布設(shè)樣地數(shù)量、林分與單株樹木曬查的全面性有較大限制。以調(diào)查“各類林地的面積，各類森林、林木蓄積，與森林資源有關(guān)的自然地理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境因素，森林經(jīng)營條件、前期主要經(jīng)營措施與經(jīng)營成效”為主要內(nèi)容的二類調(diào)查，以及林業(yè)基層單位為滿足伐區(qū)設(shè)計、撫育采伐設(shè)計等需要而進行的三類調(diào)查，均是通過對林區(qū)面積大小和林分同質(zhì)程度進行調(diào)查，從而對林木蓄積量和材種出材量作出測定和計算。傳統(tǒng)森林資源調(diào)查存在的問題有：成本高、效率低。耗費大量人力、物力，調(diào)查的結(jié)果精度不高。例如在密集林區(qū)的很多調(diào)查難以合并實施，限制了點差的開展，效率低。雨季和高溫天氣也會給森林資源調(diào)查工作帶來了更多困難，急迫需要改進森林資源的調(diào)查方法。抽樣調(diào)查樣地需要提高數(shù)量，更多的樣地抽樣會更準確。森林資源二類調(diào)查小班蓄積不能保證每個小班調(diào)查的蓄積量都能達到精度要求；數(shù)據(jù)時效性差。林業(yè)行政執(zhí)法、林地征占和林木采伐偵查：對違法行為固定證據(jù)難，涉及野生動植物的案件不易及時發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)之后抵達現(xiàn)場時間長、取證難。枯死木調(diào)查、營造林核查、森林健康狀況調(diào)查：成本高、效率低，耗費了大量的人力、物力。此外，林區(qū)巡護工作管理方面也存在一些難點：1.無法客觀、方便地掌握巡護人員巡護的到位情況；2.林區(qū)狀況無法更直觀、準確的存檔、調(diào)用。林區(qū)巡護工作內(nèi)容1宣貫宣傳國家林業(yè)政策及法律法規(guī)，宣傳公益林管理規(guī)定、森林防火知識等2枯死木調(diào)查、森林健康狀況調(diào)查篩查形成小規(guī)模的枯死木地點，測算枯死木規(guī)模范圍，協(xié)助病蟲害防治和森林資源調(diào)查工作3林業(yè)行政執(zhí)法、林地征占和林木采伐偵查制止亂采亂挖亂捕亂獵國家和省級重點保護野生動植物，協(xié)助森林公安依法收繳采挖獵捕工具和野生動植物；制止人為破壞森林資源行為4防火制止在林區(qū)違章用火行為，及時清除林火隱患，發(fā)現(xiàn)火情及時報告并協(xié)助當?shù)卣畵錅缟只馂?，協(xié)助執(zhí)法部門對火災案件進行查處，森林高火險期要在責任區(qū)進行全天候巡查；特別是傳統(tǒng)祭祀時期的上山掃墓祭祖高峰時段的巡護5病蟲害防治規(guī)劃蟲情踏查線路圖、監(jiān)測點分布圖進行巡護監(jiān)測，查找疑似病蟲害片區(qū)并進行抽樣監(jiān)測，協(xié)助林業(yè)主管部門搞好調(diào)查與防治工作；對病蟲害片區(qū)進行藥物噴灑進行防治6森林資源調(diào)查、營造林核查調(diào)查各類林地的面積，調(diào)查各類森林、林木蓄積，調(diào)查與森林資源有關(guān)的自然地理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境因素，調(diào)查森林經(jīng)營條件、前期主要經(jīng)營措施與經(jīng)營成效，作好林木采伐管理7應(yīng)急支持協(xié)助林業(yè)執(zhí)法、火災撲救、嚴重病蟲害的應(yīng)急處置由上述可見，林業(yè)管理工作項目多、任務(wù)重。只有引進新方法與新技術(shù)，才能更有效的監(jiān)測林區(qū)，實施森林資源的科學化管理。無人機巡護的優(yōu)勢大大提高林業(yè)管理效率。對于幾十、上百平方公里，甚上千平方公里的林區(qū)，若由巡護人員人工巡護，需要大量人力，花費十幾天，甚至幾十天來完成，而由無人機巡護，同樣的工作量在幾天、十幾天時間便能完成數(shù)據(jù)獲取和分析。在營造林核查、荒漠化監(jiān)察、林業(yè)執(zhí)法、災害評估等方面，無人機不僅滿足了調(diào)查技術(shù)要求，又能夠減少野外作業(yè)時間。高效安全的森林防火。①快速定位火點；利用無人機機載的紅外和可見光攝像機監(jiān)測森林火災，將火點、熱點顯示在地面站的數(shù)字地圖上，經(jīng)過識別系統(tǒng)確定是否是火點，進行精確火點定位，第一時間提供火場地理坐標（經(jīng)、緯度）。②快速確定火情；無人機在火場上方飛行，可將火場的輪廓、面積、蔓延速度等數(shù)據(jù)實時傳回地面，為撲火指揮提供可靠信息，提高滅火作戰(zhàn)效率，防止救火人員傷亡。③為消防部隊提供最佳撤離路徑；及時通知消防人員撤離危險地區(qū)，根據(jù)火場圖像資料為消防人員提供最佳撤離路徑。消除人工護林的安全隱患。對于地形復雜的林地，人工巡護時，巡護人員安全得不到有效保障，可能面臨人身安全威脅，使用無人機巡護可基本消除這類隱患。護林精度高、實用性高。無人機可以部分替代人工現(xiàn)地調(diào)查，在保證調(diào)查準確性和地類識別精度的同時，減輕調(diào)查人員的勞動強度，還可以利用熱成相技術(shù)、遙感技術(shù)實施人工不能實現(xiàn)的巡護任務(wù)。提高調(diào)查效率和質(zhì)量。無人機可以實時獲取森林資源高清航拍數(shù)據(jù)，基本具備承擔屆中樣地調(diào)查任務(wù)的能力，能夠輔助森林資源年度出數(shù)、一類清查和二類調(diào)查工作。能夠避免局部林區(qū)漏檢。受到復雜地形條件的影響，人工巡護不易或無法完成的，應(yīng)用無人巡護能予以解決。成本低。無人機在低空、超低空實施監(jiān)測，對地快速實時巡察監(jiān)測，在車、人無法到達地帶的林業(yè)資源測繪、森林火災預防及救援指揮等方面具有獨特優(yōu)勢。影像數(shù)據(jù)存檔，便于調(diào)用分析。無人機飛行獲取的巡護數(shù)據(jù)是影像數(shù)據(jù)，可進行電子存檔，非常方便調(diào)用分析。林區(qū)巡護方案基于上述森林防護需求以及林區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集的需要，制定以下五種無人機林區(qū)巡護方案，一是林區(qū)常規(guī)巡護，二是林區(qū)警情巡護，三是林區(qū)病蟲害監(jiān)測，四是林區(qū)資源測算，五是林區(qū)應(yīng)急處置。林區(qū)常規(guī)巡護林區(qū)日常巡護是指使用無人機宣貫林業(yè)政策、法律法規(guī)，或者篩查規(guī)?；菟滥镜攸c、測算枯死木規(guī)模范圍。無人機搭載高音喇叭，根據(jù)實際需求設(shè)定路線，宣傳國家林業(yè)政策及法律法規(guī)，宣傳林區(qū)管理規(guī)定、森林防火知識等；搭載高光倍攝像機拍攝林區(qū)，篩查初步規(guī)?；目菟滥镜攸c，測算枯死木范圍，形成影像資料，協(xié)助管理單位實施病蟲害防治。林區(qū)警情巡護林區(qū)警情巡護是指利用無人機在林區(qū)上方偵查亂采亂挖亂捕亂獵、人為破壞森林資源、林區(qū)違章用火等行為，協(xié)助森林公安依法收繳采挖獵捕工具、野生動植物，及時前往制止違法行為。及時發(fā)現(xiàn)并清除林火隱患，發(fā)現(xiàn)火情及時報告，并協(xié)助撲滅森林火災，協(xié)助執(zhí)法部門對火災案件進行查處。森林高火險期可在責任區(qū)進行全天候巡查；特別是傳統(tǒng)祭祀時期上山掃墓祭祖高峰時段。林區(qū)病蟲害監(jiān)測林區(qū)病蟲害監(jiān)測是指按照盡量小的網(wǎng)格片區(qū)巡護監(jiān)測，篩查出疑似病蟲害片區(qū)。做好病蟲害調(diào)查與防治工作；也可以對病蟲害片區(qū)實施藥物噴灑進行防治。森林資源測算森林資源測算是指調(diào)查各類林地的面積以及各類林木蓄積，調(diào)查與森林資源有關(guān)的自然地理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境因素，調(diào)查營造林情況。采集所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，支持林業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。林區(qū)應(yīng)急處置林區(qū)應(yīng)急處置是指當林區(qū)出現(xiàn)火情、嚴重病蟲害以及發(fā)生亂采亂挖亂捕亂獵、人為破壞森林資源、林區(qū)違章用火等情況，人員無法及時趕赴現(xiàn)場時，無人機抵達現(xiàn)場，傳回實時畫面，掌握現(xiàn)場情況，協(xié)助林業(yè)主管部門的應(yīng)急準備工作。鑒于應(yīng)急工作的特殊需要，無人機可懸停攝影，協(xié)助后方人員能夠從不同角度看清現(xiàn)場情況，指導現(xiàn)場應(yīng)急處置。飛行器與設(shè)備CW-15固定翼無人機CW-15純電動垂直起降固定翼無人機系統(tǒng)，能夠垂直起降、全自主飛行。全自主飛行的降落精度在10cm以內(nèi)，滿足各種林區(qū)監(jiān)測路線、監(jiān)測點的設(shè)置，其最大續(xù)航時間可達2.5小時。T-EZ固定翼無人機該機型為電動無人機，起飛重量可達5KG，最大巡航速度能夠達到75公里/小時，續(xù)航時間120分鐘以上。能夠?qū)嵤╇p鏡頭或者單鏡頭傾斜攝影或者垂直拍攝，適合護林航拍工作。DOP-SV360固定翼無人機該機型巡航速度為65-75km/h，采用SV360型無人機，可完成150km以內(nèi)的巡護要求。獲取高清正攝影像，全面反映區(qū)域內(nèi)地面元素相關(guān)信息；可實現(xiàn)整個區(qū)域的全過程高清攝像，實現(xiàn)整個巡視區(qū)域的動態(tài)信息搜集；可實現(xiàn)常規(guī)的巡視作業(yè)、拍照控制及飛行過程中飛行器各項指標的實時回傳和人機交互，并實現(xiàn)每個架次的飛行數(shù)據(jù)保存。QL1200（1500）工業(yè)級無人機該多旋翼機飛行速度達30km/h，可完成40km以內(nèi)的巡護需求?？癸L性強，能適應(yīng)嚴酷的作業(yè)環(huán)境；采用2.4G/5.8G雙頻遠距離傳輸系統(tǒng),長波長、抗干擾能力強,傳輸穩(wěn)定可靠且超視距傳輸，完全滿足林區(qū)出現(xiàn)的病蟲害、資源測算、警情、應(yīng)急等保障工作。M600專業(yè)級六軸飛行器M600搭載傳輸系統(tǒng)可使圖像超視距傳輸，可以對相關(guān)林區(qū)進行實時偵查，特別是一些環(huán)境比較惡劣的區(qū)域，對相關(guān)警情、動態(tài)變化等情況實時監(jiān)測，能為防火、病蟲害高清圖片取樣、違法行為偵查提供準確信息，為科學決策提供依據(jù)?？纱钶d多光譜成像儀生成多光譜圖像，直觀全面地監(jiān)測林區(qū)林木質(zhì)量狀況。偵察型四旋翼機DOP-SV360-61型無人機，該機型飛行速度達36km/h，可完成10km以內(nèi)的緊急情況偵查需求?？蓾M足林區(qū)各類應(yīng)急處置工作，人員無法及時趕赴現(xiàn)場時，利用無人機抵達現(xiàn)場，傳回實時畫面，掌握現(xiàn)場情況，必要時可搭載高音喇叭，進行高空宣傳?？砂肟諔彝＃购蠓饺藛T能夠從不同角度看清火情、病蟲害、違法行為的現(xiàn)場情況，更好指導現(xiàn)場應(yīng)急處置。Inspire2專業(yè)跟拍無人機Inspire2擁有良好的機動性，速度可達54km/h。精準懸停、障礙物感知、返航智能躲避障礙物等諸多強大的智能特性可以精準拍攝各個死角地帶且能自動躲避障礙物。能夠識別人、自行車、汽車、輪船等不同尺寸和運動速度的物體，做到準確追蹤。高清圖傳系統(tǒng)遠距離有效傳輸，滿足遠程排查林區(qū)周邊可疑人員的非法行為。拍攝、噴灑設(shè)備能夠觀察超遠距景物細節(jié)，獲取清晰的現(xiàn)場信息圖像；能夠滿足取證、病蟲害采樣、枯死木面積與林木蓄積測算；可自動識別煙霧、火情等高溫區(qū)并發(fā)出警報；可在光線微弱的環(huán)境，獲得高清晰度圖像，對病蟲害種類進行遠程高清拍照取樣；具有穿透能力強、探測距離遠、可識別隱藏目標、溫度檢測及晝夜可視等優(yōu)勢，能在不利氣候環(huán)境下識別目標，對亂采亂挖亂捕亂獵、人為破壞森林資源的行為人進行精確識別并跟蹤。護林需求協(xié)調(diào)項確定客戶巡護需求。確定林區(qū)巡護方案。是否有計劃外緊急巡護。組建服務(wù)團隊，協(xié)調(diào)巡護車輛、臨時辦公場所。其他協(xié)商事項。前期準備工作空軍、民航審批與空域申請計劃；資料準備：巡護目標任務(wù)資料表，見附件1；巡護需求溝通；巡護線路規(guī)劃；目標飛行計劃文案：見附件2；巡護設(shè)備準備：見附件3；其他器材準備：見附件3；巡護制度培訓與安全教育培訓。任務(wù)實施巡護進度計劃基于我公司對林業(yè)巡護的經(jīng)驗、理念與服務(wù)意識，所采用的先進監(jiān)測方法和手段，我公司有能力完成林業(yè)主管部門指定的林區(qū)巡護任務(wù)。首先，接收任務(wù)后，本公司將派駐專業(yè)人員了解任務(wù)目標、巡護需求；其次，派駐管理人員和技術(shù)人員現(xiàn)場核查任務(wù)目標情況，了解周邊環(huán)境及注意事項；最后，根據(jù)目標任務(wù)及現(xiàn)場情況，會商制定具體的目標飛行計劃文案。需求會商、現(xiàn)場勘察時間：2019年月日—日（a天）巡護路線、重難點初次會審時間：2019年月日—日（b天）現(xiàn)場協(xié)調(diào)時間：2019年月日—日（c天）確定起降平臺、規(guī)劃巡護線路時間：2019年月日—日（m天）計劃開始巡護前會審時間：2019年月日—日（2天）計劃開始巡護日期：年月日人員勞力分配工種按巡護階段任務(wù)用工需求會商、現(xiàn)場勘察階段巡護路線、重難點初次會審階段現(xiàn)場協(xié)調(diào)會階段確定起降平臺、規(guī)劃巡護線路階段巡護階段公司管理人員（空域協(xié)調(diào)員）11111主飛手\云臺手11101安全管理員11001質(zhì)量監(jiān)督員0000合計（階段）3a2b2cm1095合計（年）（每天每人計為1人次）(1107+m+3a+2b+2c)人次實施飛行根據(jù)飛行計劃文案，依據(jù)實時情況實施巡護飛行。以安全第一、保證質(zhì)量為準則執(zhí)行飛行任務(wù)，確保任務(wù)圓滿完成?？焖購蜋z每飛行一個架次后，拷貝航拍資料進行現(xiàn)場快速閱覽，對照任務(wù)目標，