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摘要：對林業病蟲害監測預警能夠對病蟲害進行有效的預防，在林業生產上有較為重要的應用價值。主要從林業病蟲害監測預警的方法、無人機航空影像在林業有害生物監測預警的應用等方面進行闡述，對存在的問題以及未來發展進行分析展望。

關鍵詞：林業；病蟲害；監測預警；技術

1林業病蟲害監測預警的重要性

林業常發的病蟲害發生范圍、危害程度以及病蟲的數量種群變化情況，一方面受生物學和生態學的相關影響，另一方面也受整個生態系統中自然因素和人類活動的共同影響。這些影響因素在不同時期、不同地區以不同的方式作用于森林的病蟲害，產生不同程度的影響，且林業病蟲大多具有繁衍速度快的特點，若未能及時發現隱患并采取措施，極有可能在短時間內大面積爆發，影響到大片林業地區，屆時再進行治理就相對困難[1]。在這樣的背景下，如若我們缺乏對林業病蟲害發生現狀及影響范圍的全面了解，缺乏對病蟲害發生演變規律的掌握，就無法對其進行動態預測，也無法針對性的制定防治措施和開展森林檢疫工作，因此，林業健康狀況和病蟲害的監測預警就顯得尤為重要。林業病蟲害監測預警的實施目的在于：全面查清病蟲種類、數量及其確切的分布區域、危害程度等狀況，更好的確定防治目標，編制適宜的防治計劃，為有效防治提供基本信息資料；直接為控制森林病蟲害提供決策依據。對森林病蟲害的預防和治理以及森林的有效管理與維護都具有舉足輕重的意義和影響。

2監測預警的主要方法

2.1檢測技術

2.1.1地面檢測技術1）誘捕法調查監測技術根據害蟲的生理特征和分布規律，制定合適的方法進行誘捕，目前主要的誘捕法分為性誘圍捕法、光亮圍捕法、食物誘惑圍捕法等。2）地面遠程監測技術主要是通過雷達技術，對害蟲施行動態監控和追蹤，并將監測結果通過網絡直接傳輸到視頻設備中，進行直觀的動態呈現，直接通過視頻播放就可觀測害蟲遷飛的全過程，并通過傳感器對監測區域的林木生長情況進行信息搜集和分析，以此作為林木健康現狀的憑證。3）地面自動監測技術通過害蟲監測報警燈、地面生物捕捉器等工具，對林業的地面情況進行實施監測，通過遠程技術，對地面病蟲的移動、繁衍等狀況進行實時監測。4）GPS與GIS技術的應用利用全球定位系統（GlobalPositioningSystem,GPS）和地理信息系統（GeographicInformationSystem,GIS），對森林的病蟲害現狀情況進行調查和監測，并在此基礎上對監測結果進行數據分析，監測結果數據化，便于更直觀更準確的掌握森林的病蟲害情況[2]。

2.1.2遙感監測技術林業病蟲害的爆發會導致樹木葉子中的活性細胞含量、水分儲存量、葉綠素含量等元素的減少，同時使得整個林木群所具有的光譜特性減弱，尤其是對光線和溫度的吸收強度和反射強度，大大減少了林木對陽光中所含藍光、紅光、紅外波等的吸收和反射性能，這些變化都會直接反映在無人機航拍影像中。利用遙感技術感知這一系列變化，直接反映在航拍影像上，再通過圖像處理和分析技術，運用地理學和植物學知識，達到對林業病蟲害進行監測的目的。1）空基平臺遙感監測無人機航空拍攝和遙感監測技術主要包括航空目視勾繪、航空拍攝和影像生成等內容，隨著航空技術的發展和成本的降低，目視勾繪技術已經過時，新的信息技術已被運用于無人機航拍遙感中，例如GIS和GPS技術，大大提高了無人機剛拍制動測繪的性能和效率，使得信息的生成和提取更加快速，進一步降低了航拍遙感在林業病蟲害監測中的成本。2）天基平臺遙感監測所謂的天基平臺遙感監測就是利用衛星技術，對地球上的資源狀況進行拍照記錄，并通過對衛星生成照片中的樹林冠頂的光譜分布和變化情況進行對照比較，得出分析結論。隨著科學技術的發展，遙感技術中的分辨率越來越高，拍攝中的圖片也越來越清晰。除此之外，還有光譜分析技術、參數成圖技術、數學技術、圖像處理與識別分析技術以及大家比較熟知的GIS的廣泛應用，使得人類對森林病蟲害的遙感監測變得越來越容易實現，圖片分辨率的提升和識別技術的發展也使得衛星拍攝圖片的分析結果越來越準確，對森林病蟲害情況的掌握也就越來越精準。3）地基平臺遙感監測除了遠程視頻監測之外，雷達遙感對害蟲的遷徙途徑進行監測，獲得令人滿意的監測結果[3-4]。

2.1.3監測數據處理技術就傳統的林業有害生物監測的數據處理技術而言，大多是采用統計學方法，將搜集到的數據進行集中分析和處理。但隨著數學研究的深入和科學技術的發展，在林業病蟲害監測中，對數據分析和處理又相繼引入了聚類分析、實踐序列分析、灰色分析、神經網絡分析等方法，相較于前者而言，方法更全面。再將計算機網絡技術與數據分析處理相結合，實行自動化分析，大大提高了病蟲害監測數據的時效性。目前，我國林業局已完成了對林業病蟲害信息數據庫和處理系統的開發，實實在在的解決了基層監測單位數據處理和查看利用的難題。1）國家級中心測報點基礎數據庫在我國目前建立的基于WebGIS的數據庫基礎上，國家中心測報點將通過網絡將其他測報點基本信息集中，隨著數據庫的擴展、相應的應用開發以及森林醫院網站的建設，還可實現遠程咨詢，培訓，診斷和其他功能。2）森林病蟲害信息處理系統隨著科學技術的發展，國家林業局也順應科技潮流趨勢，運用網絡信息技術建立了專門用于森林病蟲害監測、防治和管理的信息系統，主要由森林病蟲害管理軟件和病蟲害防治信息中心處理網站兩部分組成。從而使得森林病蟲害監測情況的傳達和治理工作的開展更加有效率。通過將所有數據上載到統一的平臺，實現資源共享，大大提升了森林病蟲害監測和防治工作的智能化、自動化和信息化水平。3）研制監測預報工具軟件國家林業局結合網絡信息技術建立的病蟲害監測匯報軟件和相關網絡系統平臺已成為森林病蟲害監測預報最主要的工具軟件。各個地區將監測到數據及時上傳到數據庫，國家級研究中心可以在數據庫中查找到最新數據，從而對森林病蟲害的實際情況進行分析，得出的結論為相關管理單位做出正確的治理和改進措施提供了必要支撐。而網絡信息化及時的使用也大大縮減了各地區呈報數據的周期，加快了病蟲害結果的產生時效，提高病蟲害監測治理工作的效率和質量。

2.1.4監測技術的集成傳統森林病蟲害監測預報主要依據地面人力調查，技術手段落后，勞動強度大，效率和預測精度不高。現代森林病蟲害監測調查，在積極利用遙感技術的同時，也整合了自動化工廠提出的地學監測調查，性信息素圈閉監測調查技術，以及GPS和GIS技術，我國也在利用“森林病蟲害預報軟件”進行綜合監測信息處理推廣，大大提高了森林病蟲害監測預警水平。

2.2預警技術

2.2.1預報技術隨著科學及時的日新月異，尤其是信息網絡技術的發展和普及，使得林業的病蟲害監測預警工作已經初步實現了網絡化。但部分欠發達地區依然存在存在傳統的電視預報和紙質預報等方式，網絡與計算機的使用程度較低。對此，我國于2006年組建了“林業生物災害監測預報專家咨詢組”，主要針對我國目前的林業病蟲害監測預警工作中存在問題進行改進，力求建立完善的監測預報機制，普及相關監測技術，確保在重大事故面前能快速做出準確有效的科學決策。從2007年以來，國家林業局建立與氣象局的合作，共同推廣“林業生物災害預警信息”，向社會公眾大力宣傳林業災害的預警服務。2009年建立了專門用于森林病蟲害防治服務工作的網絡平臺———森林醫院（NEHN），為全國各地如何開展病蟲害監測預警、森林健康檢疫、災難防治等工作的應急處理進行統一指導，有效推進了林業病蟲害防治工作的順利開展。

2.2.2預警技術所謂的預警即在對當前的森林病蟲害情況監測的基礎上，根據一定的規律對病蟲未來可能產生的危害和影響范圍等信息進行預判預報的一種技術。預警對于林業的災害管理而言，具有非常重要的作用。對病蟲害的潛在威脅做出預警，有利于林業管理部門及時建立科學的應急預案和工作決策，規范林業管理工作[5-7]。2.3精細化監測預報技術2006年,張國慶提出了生物災害“雙精”管理（PrecisionMonitor,PrecisionManagement，2P）理論，2010年張國慶又在《生物災害管理理論研究與生物災害精確管理》和《生物災害學》等文中，將“雙精”管理理論提升為精確管理理論，其中就包括了森林病蟲害的精密監測，也即森林病蟲害的精細化監測預報[8-11]。對林業所產生病蟲害的監測預報，需要一定的生物學和生態學理論基礎，通過對長期監測數據的整合，結合不同病蟲害的種類和生物特性，構建森林病蟲害變化發展情況與環境各項因素之間相互影響的關系模型，從而對森林的病蟲害情況進行預測預警。針對林業的病蟲害監測預警，既要做到“精”，也要做到“細”。具體而言，即在對病蟲害數據進行準確監測的基礎上，還需要對監測時間、地域范圍等方面進行精確的分析和判斷，最大程度的滿足森林病蟲害防治工作的需要。

3無人機航空影像在林業有害生物發生危害方面的監測預警應用進展

中國內地無人機防治技術首先起步于農作物病蟲害防治,并取得良好效果。截止目前，我國主要生產植物生態保護類無人機的企業達到數百家，未來還將逐步增多。無人機制造技術將更加先進，相關使用性能也將更加豐富，在林業保護中的運用也將更加密集和廣泛。無人機測繪和病蟲害監測技術，不僅能對森林進行實時監控和全面了解，還能加強對病蟲害的防治和火災監測的效率，極大的提高了樹木的存活率，提高林業的經濟效益。此外，無人機屬于事先設定飛行路線的一種設備，具有自動化和遠程控制功能[12]。與其他飛行器相比，無人機的遠程偵測方法更安全、部署更彈性，成本也相對低一些，可以數十平方公里范圍內工作。最近幾年，隨著科學技術的日新月異，無人機航拍遙感、地理測繪、田野實地調查的智能化和數據分析處理等技術也得到長足發展[13]。并在地理勘測、氣象變化觀測、自然災害預警、民政救災、林農業保護等方面得到廣泛運用。單就林業而言，較多的運用于森林防火[14]、林業資源調查[15]和病蟲害監測[16]，極大的提高了這些領域工作的專業性和完成效率，然而，當前我國的林業病蟲害監測預警技術尚處于初級階段，廣東、天津、浙江等省份都先后引進了新的技術，相關專家學者也進行了專門的研究[17]。整合了無人機航空拍攝和遙感技術的各項優點，并將其與林業病蟲害實際情況調查、數據搜集匯總、分析處理等工作要求密切聯系，在此基礎上提出自己的改進意見作為研究結論，力求對林業病蟲害的監測更加精準，對枯死的樹木位置進行準確定位。隨著計算機網絡技術的日漸發達和衛星航空技術的不斷發展，無人機監測預警技術必將得到進一步飛躍式發展，運用也會更加廣泛。

4存在問題

當前，我國對森林的病蟲害監測預警水平雖然得到一定程度的發展，但監測預警工作仍然存在諸多問題。一是監測管理還不夠規范，遲報、漏報現象時有發生，從而影響數據信息的匯總、分析[18]。二是在執行報告制度方面還存在不足，特別是在利用森林病蟲害防治信息系統上報病蟲情況時與上級的要求還存在差距[19]。三是測報經費嚴重不足，沒有固定的投入渠道，尤其是沒有列入森林生態效益補助經費的行政地區，測報工作易陷入癱瘓狀態[20]。四是隨著新的突發性病蟲種類的不斷增加，我國的森林病蟲監測預警工作任務將越來越繁重。為此，需引起各級政府和林業主管部門的高度重視以保護林業健康發展。

5未來展望

第一，針對現有的監測預警技術，進一步研究和完善相關技術和設施設備的功能與作用，并在此基礎上著重對病蟲害的新增種類及其生態特性進行研究和分析，預測病蟲害的影響范圍，制定科學有效的監測機制，并選擇合適的技術進行推廣運用。要根據森林病蟲害監測預警向多學科發展，加強生態學、生物學、環境學、植物學等跨學科合作，推動現有的監測預警技術由關注病蟲個體向關注種群變化、系統生態等方向轉變發展[21]。第二，在不可預估的未來，我國林業的病蟲害監測預警工作開展的重點主要在于運用現代信息化基礎，推動林業病蟲害數字信息化監測預警平臺的構建，實現監測預警工作的數字化和信息化，實時記錄監測數據，形成病蟲害數據庫，為生態學、植物學等各類研究提供必要的數據支撐，也為林業監測預警技術的發展提供技術支持，為突發事件提供科學決策的必要依據，有效保障森林安全，實現生態系統的平衡[22]。第三，未來的研究重點還將集中在監測預警技術的研究，例如計算機和網絡技術、3S技術、無人機航拍監測技術等，加強對病蟲害地面信息和空中信息的搜集、分析的準確性，找準病因，才能對應正確的防治辦法。目前，我國的無人機測繪技術尚處于初級階段，如同嗷嗷待哺的幼兒，需要持續研究和不斷完善。未來也將加大對無人機測繪技術的研究與開發，使其達到林業病蟲害監測預警的實際要求，適應林業管理和維護的需要。為實現森林病蟲害的可持續控災提供科技支撐。

參考文獻

[1]王穎.試析林業病蟲害預警體系的構建與防止對策[J].農業科技與信息.2016（24）:147.

[2]張孝義,張躍進.農作物有害生物預測學[M].中國農業出版社,2006,408-476.

[3]武紅敢.遙感技術在森林病蟲害防治中的應用[EB/OL],百度文庫,（2011年7月1日）[2015年3月22日]

[4]張國慶，農業航空技術研究述評與新型農業航空技術研究[J]，江西林業科技，2011,205（1）,25-31.

[5]張國慶.林業信息管理系統[J],安徽農業,2002:164.

[6]張國慶.利用Intrannet建設林業“金關工程”[J],安徽農業，2002:165-166.

[7]張國慶,森林健康與林業有害生物管理[J],四川林業科技，2008，29（6）:77-80.

[8]張國慶，復雜系統生態論方法及其應用[J],現代農業科技，2013（11）:190-193.

[9]張國慶，基于ISE分析理論的林業生物災害精細化預報技術研究[J],現代農業科技,2014（20）:153-155.

[10]張國慶,基于系統關鍵因子分析理論的林業有害生物防治關鍵期分析技術研究[J],現代農業科技,2014（19）:199-201.

[11]張國慶,基于系統健康管理理論的林業生物災害精細化預報管理研究[J].現代農業科技,2014（19）:197-198.

[12]夏新豐.淺談無人機在林業生產中的應用[J].林業科技情報,2015（02）：40-41.

[13]王青山.簡述無人機在遙感技術中的應用[J].測繪與空間地理信息.2010,33（3）:100-101.

[14]馬瑞升,馬舒慶,王利平等.微型無人駕駛飛機火情監測系統及其初步試驗[J].氣象科技,2008,36（1）:100-104.

[15]楊斌,馬瑞升,何立等.基于顏色特征的遙感圖像中煙的識別方法[J].計算機工程,2009,35（7）:168-169.

[16]喬紅波.麥蚜和白粉病遙感監測技術研究[D].中國農業科學院,2007.

[17]馮世強.基于GIS/GPS林業有害生物監測數據記錄系統的應用初探[J].山東林業科技,2012,42（3）:83-85.

[18]劉萬才,姜玉英,張躍進等.推進農業有害生物監測預警事業發展的思考[J].中國植保導刊.2009,29（8）：28-31.

[19]馬信美.林業病蟲害監測預報與防止對策[J].中國新技術新產品.2014（18）:182.

[20]黃延安.林業病蟲害原因及防御措施探討[J].中國新技術新產品.2010（24）:156.

[21]肖艷,趙瑞興,毛寶玉.森林病蟲害測報的作用、發展趨勢及對策[J].遼寧林業科技,2000（2）:20-21.

[22]張培，葉建仁，徐克勤.試論林木病蟲害防治信息的數字化、網絡化建設[J].江蘇林業科技,2005,32（30）:47-49.

作者：郭詩華1；黃夢琦2；李卓群2；李婧姝2 單位：1.千景空間科技有限公司，2.福建農林大學