无人机倾斜摄影辅助“GIS+”在智慧林业防火中的应用研究

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　　摘 要：近年来，在社会经济稳步发展的背景下，我国不动产工作获得持续推进及发展。对于林业工作来说，为不动产工作的一部分，在林业工作开展过程中，需加强防火防范措施的实施，从而确保林业不动产的安全。本课题以新形势下的智慧林业防火为切入点，进一步对无人机倾斜摄影辅助“GIS+”在其中的具体应用进行重点分析研究，希望以此为智慧林业防火质量及安全性的提升提供具有价值的参考建议。
　　关键词：智慧林业防火;无人机倾斜摄影;GIS+;质量;安全性
　　中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0024-02
　　森林资源是一大宝贵财产，我国森林资源相对匮乏，因此有必要做好森林资源的保护、管理工作。与此同时，为了顺应新时代的发展要求，在林业工作中提到了“智慧林业防火”的概念，即在林业防火工作中融合现代化科学技术，比如计算机视频技术、地理信息系统（GIS）技术以及云技术等，使林业防火实现现代化、信息化、智能化，进一步提升林业防火的整体效果[1]。总之，从林业防火的效果、质量以及安全性等多方面考虑，本课题围绕“无人机倾斜摄影辅助‘GIS+’在智慧林业防火中的应用”进行分析研究具备一定的价值意义。
　　1 无人机倾斜摄影系统概述
　　在智慧林业防火中，无人机倾斜摄影系统的应用必不可少，下面从无人机倾斜摄影系统的核心构件进行分析，具体内容如下：
　　（1）无人机。可选择CWW-10小型全自动垂直起降固定翼无人机，主要优势包括：其一，具有垂直起降及全自主飞行功能;其二，在操作上非常简单;其三，可实现零基础上手应用，可操作性;并且可进行单人作业[2]。该无人机将快锁装置作为连接结构，拆装期间不需要使用到工具，电气与机械连接一次同步;拆解之后，可将（1100×800×800）mm装入，无论是运输，还是携带，均十分便利。
　　（2）传感器。将RIY-DG3倾斜摄影相机作为传感器，优势包括：体积小、焦距合理、重量轻质、兼容性优良、维护成本低等等;同时，基于DG3内部具备散热及除尘子系统，可以使相机基于高温条件下实现长时间作业;此外，能够实现在各类多旋翼无人机上安装，进一步完成高精准的倾斜数据采集作业。
　　2 智慧林业防火工作中数据获取方法流程分析
　　在智慧林业防火工作中，需结合林业的实际情况，包括：所处地理位置、区域面积、森林覆盖率、绿化率、森林活立木蓄积量等等。进一步融合无人机倾斜摄影系统技术，明确获取相关数据的方法流程。总结起来，数据的获取方法流程如下。
　　2.1 明确技术线路
　　一方面，以测区的地形地貌条件为依据，将合理、科学的航摄计划制定出来，进一步利用倾斜摄影系统及惯导辅助航空摄影测量技术，在最佳飞行时机将测区最佳的航空影像数据获取出来。另一方面，以测区已具备的基础控制成果为依据，通过GPS-RTK技术的影响，完成像控测量作业[3]。此外，值得注意的是，对于三维建模工作人员，可以借助可量测的倾斜影像、POS数据以及像控点，通过三维建模软件的应用，实现全景三维模型的自动化建模。最终，获取数据之后，进行数据的整理，形成文档后及时提交。此外，在三维实景模型制作过程中，需明确流程，即遵循：“资料收集→航摄准备→影像数据采集（基站布设）→像片控制点测量→空三加密→多视影像密集匹配→纹理映射→生成真三维影像→数据检查→成果资料整理提交”的三维实景模型制作流程。
　　2.2 数据获取方法
　　数据获取的具体方法包括：
　　（1）通过CW-10无人机的使用，同时搭载锐眼Riy-DG3第二代倾斜摄影五镜头吊舱，进行研究区倾斜数据的采集作业，进一步将多角度倾斜影像数据获取出来，并将系统所记录的POS数据采集下来;此外，需根据摄像机获取的焦距、像素等相关参数，形成研究区的像控点文件。
　　（2）以航飞分区图为依据，将设置好的航线图基于5个方向进行影像的采集，即：1个正射影像与4个倾斜角度;在林场三维建模过程中，选择使用ContexCapture Center Mastre自动建模系统，进一步完成实景三维模型的制作，并利用此系统，针对高重叠度的倾斜影响实行空三加密处理。最终，通关密集匹配等过程，使三维模型有效生成[4]。
　　（3）上述数据获取方法既简单，又快速，且可自动进行，对多类数据输出格式均支持;在数据兼容性方面良好;此外值得注意的是，对于模型成果当中的建筑物纹理及相关空间关系，需利用到分层显示技术（分层>20层），确保基于不同配置计算机当中，都可以将建筑物局部特征体现出来，进一步将整体地物模型清晰地展现出来。
　　总之，在智慧林业防火工作中，利用无人机倾斜摄影系统可获取高精准的数据信息，进一步可以完成照片导入、像控点输入、自动化空三加密、影像密集匹配、纹理映射、三维成果输出等功能，即最终通过软件的使用，将制作国家2000大地坐标系下的三维成果输出，其输出格式为0SGB。
　　3 “GIS+”技术的功能作用分析
　　上述提到，在智慧林业防火工作中，可利用无人机倾斜摄影系统可获取高精准的数据信息，并最终将三维数据成果输出。考虑到智慧林业防火工作效率及质量的提高，还可以利用“GIS+”技术，构建林场三维可视化综合管理服务平台，此平台对海量三维GIS数据的各项服务均充分支持，包括：GIS的输入编辑、浏览分析、检索共享以及分布等等功能;与此同时，此平台可支持单机操作，也可支持网络操作，对于个性化的三维GIS制作充分支持。其具体功能实现内容如下：
　　（1）整体功能实现。对林业、资源以及地质等相关信息数据进行整合处理，然后将这些信息数据向Genius World平台导入，使智慧林业综合管理平台的空间管理作用有效发挥出来，实现全方位的管理能力[5]。
　　（2）顯示海量影像数据。在遥感技术逐步成熟的基础上，遥感成像分辨率如今非常之高，同时在获取周期时间上越来越短，使得影像数据量增长速度非常之快，这样海量数据基于显示流畅性方面便潜在一定的不足。而对于Genius World平台来说，对海量影像数据的快速显示充分支持，并且可实现多时相数据的展示及比较分析。 　　（3）显示海量矢量数据。基于具体工作过程中，比如在GIS分析工作过程中，二维矢量数据具备非常重要的作用，然而可能受到三维平台功能的制约，进而可能引发显示方面的问题。而对于Genius World平台来说，对海量矢量数据快速显示充分支持，并且能够共同展示多层矢量数据，还可以实现分图层分级管理，对矢量数据的叠加展示充分支持，为后续数据的高效应用奠定基础。
　　4 无人机倾斜摄影辅助“GIS+”的具体应用分析
　　在智慧林业防火工作中，利用无人机倾斜摄影系统，同时辅助“GIS+”技术形成林场三维可视化综合管理服务平台，可使智慧林业防火的功能多元化，管理工作高效化[6]。结合上述分析，总结出了无人机倾斜摄影辅助“GIS+”在智慧林业防火工作中的以下功能作用，具体包括：
　　4.1 定位功能及查询功能的实现
　　一方面，无人机倾斜摄影系统的应用，可实现三维坐标、地名、火点以及二维地图的地名坐标的定位;在二维地图坐标定位过程中，输入经纬度及进制坐标即可获取。另一方面，对于无人机倾斜摄影系统，可实现多元化的查询功能，包括：摄像头、物资库、防火哨卡、指挥中心、消防队以及水源地等多方面的查询。值得注意的是，基于相关功能查询前期，有必要将搜索半径设置好，进一步对摄像头查询进行点击，或点击其他查询功能，最终基于地图上点击，即可完成相关功能信息的有效查询。
　　4.2 最短路径及辅助决策分析功能的实现
　　一方面，在最短路径分析上，系统的应用，能够为用户提供基于地名坐标的相应路径分析，例如：将起止点名称输入，然后对最短路径点击，进一步便能够基于地图当中将最短路径查找出来，这样地名分析便有效完成。又比如，基于经纬度分析过程中，将起止点的经纬度输入进去，然后对最短路径进行点击，便能够基于地图上将最短路径找出来。另一方面，基于辅助决策功能实现方面，如果有火情发生，便可利用辅助决策功能，查询并分析火点周边情况，进一步将周边的救援力量找出，并找出物资库及指挥中心，完成后續决策调度工作[7]。在实际操作过程中，只需对辅助决策点击，进一步基于地图上对事故点所处位置点击出来，便能够将事故点周边的有关救援力量搜索出来，同时相关救援物资、应急预案也能够搜索出来，为火情救援工作的顺利、有序开展奠定有效基础。
　　4.3 巡检管理功能的实现
　　利用无人机倾斜摄影辅助“GIS+”，构建林场三维可视化综合管理服务平台，可实现完善的巡检管理功能，具体包括：
　　（1）巡检路线查看功能。以具体防火项目为依据，结合巡检目标查看，基于软件平台上面，可以进行定位巡检路线的选择，对路线的具体状况进行实时查看;当任务完成之后，可以将巡检路线删除，以完成整个巡检路线查看操作[8]。
　　（2）巡检路线定制功能。以三维模型为依据，利用软件平台，由巡检工作人员经巡检路线定制按钮，可以基于三维模型地图上面对巡检路线进行绘制、编辑以及修改，最终完成巡检路线的定制。
　　（3）巡检事件查看功能。对于巡检事件查看来说，即针对事件采取回访及查看;基于软件平台当中，能够实现巡检管理中巡检事件上传的查看，进一步将巡检管理模块当中的巡检事件上传下拉框找出来，根据巡检人和上传时间信息进行选取，进一步对巡检事件查看按钮进行点击，便能够定位至巡检工作人员所上传图像的相应位置，从而使巡检事件的精准查看有效完成。
　　5 结语
　　综上所述，林业防火是林业管理中非常重要的一项工作，传统的林业防火技术落后、管理有待完善，随着近年来现代化信息技术的逐步发展及进步，不少实践工作者提出智慧林业防火的思路。通过本课题的分析研究，认识到智慧林业防火工作的开展，可利用无人机倾斜摄影系统，完成林业防火管理工作所需数据信息的采集，并辅助利用“GIS+”技术构建林场三维可视化综合管理服务平台，实现火情的定位、查询，进一步及时给出解决方案，为火情的有效解决提供有效依据。总之，无人机倾斜摄影辅助“GIS+”在智慧林业防火中的应用价值显著，值得相关工作人员对此加以重视。
　　参考文献
　　[1] 资权伟.GIS技术模块在林业调查中的应用与发展趋势[J].中国高新科技，2019（19）：45-47.
　　[2] 米新兵，韦仲斌.GIS和GPS技术在林业调查中的应用[J].现代园艺，2019（18）：131.
　　[3] 马博，马元青.林业资源保护及森林防火管理对策分析[J].农村实用技术，2019（09）：82.
　　[4] 荣泽山，王爱博.无人机遥感技术与GIS数据处理在林业系统中的应用[J].吉林农业，2019（17）：100.
　　[5] 宋海涛.林业资源保护和森林防火技术分析[J].农业与技术，2019，39（16）：72-73.
　　[6] 冯幼贵，邢著荣，任维成.无人机倾斜摄影辅助“GIS+”在智慧林业防火中的应用[J].防护林科技，2019（05）：85-87.
　　[7] 兰席光.林权制度改革数字成果在林业管理中的运用探究[J].绿色科技，2016（01）：9-11.
　　[8] 庞丽峰，谢阳生，唐小明.基于林业GIS组件的南宁市森林防火WebGIS系统建设[J].林业实用技术，2011（04）：62-64.
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