种树和森林经营，利用好这些硬科技

森林经营属林学类森林经营的专业，属于大农业一个分支，近现代对植树造林、森林抚育、森林采伐等生产措施、生产管理的统称森林经营管理。也就是老百姓说的造林、种树，施肥、浇水、打药、修枝、采伐，以及销售等这么围绕树木培育一系列过程。从原始社会开始，人类对森林的依赖仅次于水资源，对森林的利用和开发也随着人类文明的进步，科技的进步不断发展和前进，从石器时代，到21世纪，森林经营的技术应用，工具使用也不断迭代创新，森林经营的效率、效益得到了大大的提升，森林的功能发挥了巨大价值，为人类社会的发展带来了巨大帮助。就当前我国森林经营，植树造林过程中有哪些硬科技呢， 下面我来介绍下。

森林生态系统

一、卫星遥感技术

近年来，卫星遥感监测技术越来越成熟，主要应用于森林防火监测，森林违规采伐、林地违规使用等森林资源监测方面。是利用遥感技术进行监测的技术方法，主要有地面覆盖、大气、海洋和近地表状况等。遥感监测技术是通过航空或卫星等收集环境的电磁波信息对远离的环境目标进行监测识别环境质量状况的技术，它是一种的环境信息获取技术，在获取大面积同步和动态环境信息方面“快”而“全”，是其他检测手段无法比拟和完成的。因此，得到日益广泛的应用，如大气、水质遥感监测，海洋油污染事故调查，城市热环境及水域热污染调查，城市绿地、景观和环境背景调查，生态环境调查监测等。

（一）森林防火领域应用

一是在森林防火领域能够及时监测到大气湿度、温度等森林火灾风险，提前对森林火灾风险等级较高的区域进行防控措施，有效降低森林火灾的发生。二是通过卫星遥感监测，及时发现森林火情，火源地点，为应急部门提供详尽的数据资料，及时组织扑火队伍对森林火情进行处置，避免或降低林农因森林火灾遭受经济损失。

（二）森林资源监测领域应用

通过卫星遥感监测，对监测范围内历年森林影像的变化进行识别和判图，结合“林地一张图”管理系统，及时甄别违规采伐森林、违规占用林地范围和变化，为森林经营健康发展起到保驾护航作用。

二、激光雷达（Light Detection and Ranging，LiDAR）

作为一种新型主动遥感技术在森林参数反演中有着较大优势，由于其激光束对森林冠层具有穿透性，从而可以得到森林冠层表面到林下地形之间详细的三维结构特征。根据LiDAR扫描仪所搭载平台的不同，LiDAR主要分为星载激光雷达、机载激光雷达、车载激光雷达、背包式激光雷达和地基激光雷达等，不同类型的激光雷达在林业方面的应用也有所差异。

激光雷达

（一）森林蓄积量调查

传统的森林蓄积量调查，通过布点、样方测量、角规绕测等方法，对林木树高、胸径、密度、郁闭度等小班测树因子进行进行调查采样。经过计算，得出森林蓄积量，林木材积量。人力、物力消耗较大，对测量人员的技术要求、身体素质都有着一定要求，调查的效率也比较地下，野外作业的人员安全风险较高。由于激光具有较强的穿透能力，对传统测量手段较难采集的植被高覆盖地区，能够迅速获取到更高精度的地形表面数据，可以用来分析林木类型、林木分布情况、林木生长阶段概况、林木覆盖面积变化情况等。识别出林分中的单木时，系统会根据林木种类的不同，采用不同的单木分割算法，对林分中的激光反射点进行有效点云数据分割。在完成点云数据精准分割后，采用数据分析软件进行分析处理，获取到林分中单木的树高、树冠、胸径等一系列数据信息，从而达到测量森林蓄积量目的，大大的提高森林资源调查效率，节省了相关直接成本。

（二）森林三维场景建模

通过机载激光雷达对样地外部测量和地面激光雷达在样地内所得到的多种数据，能够快速获取高精度森林垂直结构，较准确、较高效地掌握样地单木结构参数，全景式还原样地内资源要素信息，森林场景重建，能够高效率分析森林林分状况，林分质量。相比传统调查手段，显著降低了劳动强度、减少人力成本，丰富数据类型、提升监测质量。本次地空雷达融合的新应用，对林业地块进行数据采集，具有非常强的实践意义。

三维场景建模

三、民用无人机技术

我国民用无人机技术在世界处于领先地位，有着操控简单、续航能力强、应用广、价格低等特点。在森林经营中应用也比较广，特别是在森林资源调查、森林病虫害防治、森林火灾监控、生产物资运输、森林面积测绘等方面。

植保无人机

（一）航拍与监测方面

一般民用无人机如大疆、飞马等入门级、专业级别的机型，搭载高清摄像头，续航能力一般在30分钟至45分钟左右，飞行半径3公里左右，配合相关制图软件等使用基本能满足森林航拍需求，对森林建模，航拍绘图、制图、面积测算，资源监测等方面发挥了关键作用。特别是在航拍方面应用最广。

（二）病虫害防治方面

在病虫害防治环节中，应用无人机技术可以把无人机作为作业机，在合理的防治方案指导下，携带喷施设备，进行农业喷洒防治作业。这一模式有效避免了林业工作人员与农药的直接接触，并有效减少人力成本，是提高林业生产安全性的有效措施之一。

森林航拍图

（三）生产物资运输方面

林业生产物资运输主要有苗木、肥料、农药等主要物资，对于林业行业来说，森林基本在高山、大岭当中，交通条件有限，传统生产物资运输主要依靠农用货车、拖拉机、摩托车、骡子、马、人力等方式开展物资调度工作，南方人工林交通条件好的森林地区可以用农用货车、拖拉机等进行物资运输调度，但是交通条件查的地方，没有林区道路的地方主要依靠骡子、马驼以及人力，其效率、难度可想而知。为了打通林业生产物资运输最后一公里，大型无人机就派上用场了。市面上的用于物资运输、植保的机型可载重达15公斤--30公斤。通过载物低空飞行，基本能解决小型物资的运输痛点，大大的提高了林业生产效率。

三、Arcgis制图软件

在ArcGIS引入国内以前，我国林业生产规划、设计，调查制图、勾绘面积等方面主要以技术人员手工制作、绘图为主，其使用的工具为地形图、方格纸、铅笔。最常用的是用半透明方格纸对林地面积进行勾绘和计算面积，俗称“数方格”，相关设计图纸、成果图等也只能由市级以上林业设计院所完成，林业生产工作极为不便，效率难以提升。

2004年4月，Esri推出了新一代9版本ArcGIS软件，为构建完善的GIS系统，提供了一套完整的软件产品，为地理信息科学提供了巨大的帮助。作为领先水平的地理信息系统软件ArcGIS已广泛应用到数字林建设中的各个方面:森林资源信息管理、森林抽样设计、林业专题图制图、森林采伐设计、营林规划设计、精准林业等。ArcGIS在林业调查规划设计管理、林生产中应用、林业数据处理、成果制图等方面发挥了巨大的作用。

GIS软件界面

四、森林采伐一体机

森林采伐机又称采伐联合机，分为轮式、履带，多见于北欧北美地区已经问世有30多年。是一种用于采伐、去枝、去皮和横截树杆的树木采伐机械。一台大型采伐机每小时能采伐100至140棵直径50至60厘米的树木，是人工采伐的十几倍。林木联合采伐机是一种多功能、高自动化、高效率的林木采伐机械,其底盘作为基本组成部分将直接影响林木联合采伐机在林地的作业范围和行驶性能。

采伐一体机

林木采伐机

我国最早引进机械采伐机由斯道拉恩索广西公司在2005年期间从北欧芬兰引进，在广西北海开始试采。到2022年底，我国很多机械装备制造公司自主研发的采伐机头也在全国广泛使用，其价格更优惠，操作和维修更简单。