多光谱技术监测松材线虫疫木技术方案

一、松材线虫病简介

“咬定青山不放松、立根原在破岩中。千磨万击还坚劲，任尔东西南北风”。松树作为“岁寒三友”之一，一直以坚韧不拔、品质坚强而被诗人称颂，我国民间也历来有登山赏松的雅好习俗。但是但近年来在很多地方，当你“遥望山上松”时，却发现松树已经大量变红、枯萎、死亡。贫瘠干旱、狂风暴雨都不能扼杀松树顽强的生命力，哪是什么让这些松树丧命的呢？罪魁祸首是一个小到肉眼都看不到的虫子——松材线虫。

松材线虫就是松树内钻入的一种线虫，这种线虫体长只有14~16微米，肉眼根本看不到，外形像微缩的蛔虫。虽然它非常细小，一旦进入松树内，在大量繁殖的同时到处移动，逐渐遍及全株，并导致树脂道薄壁细胞和上皮细胞的破坏和死亡，造成植株失水，蒸腾作用降低，树脂分泌急剧减少和停止，就像是人被卡住了咽喉。所表现出来的外部症状是：初期感病枝梢针叶失绿变黄，随后失绿变黄的感病枝梢逐渐增多，针叶相继出现红褐色萎蔫，由局部发展到整树针叶出现萎蔫，直到全株枯萎死亡。

经过我国林业工作者多年的研究，松材线虫的传播及危害规律已经诶长清楚。长距离大范围传输是依靠松木木材、木箱、木质托盘等松木制品。区域扩散是通过松墨天牛作为寄主，将松材线虫从感病松树带到健康松树，逐步侵染扩散。

目前，据国家林业和草原局数据显示，松材线虫病在我国18个省588个县级行政区发生面积974万亩，呈现向西、向北快速扩散态势，最西端达四川省凉山州，最北端已在辽宁北部多个县区，并已入侵多个国家级风景名胜区和重点生态区。同时，疫情发生区域突破了传统理论提出的年均气温10摄氏度以上的适生界线，传播媒介也发现了云杉花墨天牛等新种类，危害对象由过去的马尾松、黑松扩大到红松、落叶松等松树种类，疫情直接威胁我国近9亿亩松林资源安全。经专家研究分析，我国所有区域都是松材线虫病的适生区，所有松树种类都有可能感染松材线虫病，如不采取得力措施，森林资源损失将不可估量。

二、松材线虫病防治技术规范

国家针对松材线虫病的防治出台了多项规定和措施，2009年制定了《GB/T 23476-2009 松材线虫病检疫技术规程》，2018年国家林业和草原局先后发布了《全国检疫性林业有害生物疫区管理办法》、《松材线虫病防治技术方案》和《松材线虫病疫区和疫木管理办法》，对松材线虫的调查、防治、疫木除治等工作提出了规范、详细、清晰的实施要求。综合多个方案规定和要求可以发现，松材线虫病的防治工作大体上可以分为以下步骤：

造成松材线虫病大范围扩散的原因有很多种，但是最关键的因素是有两方面。

（一）监测普查不系统准确。因为松材线虫病发生范围大，发生地一般为山地，地势险峻，人烟稀少，造成松材线虫病发生了不知情，错过最佳的防治时机。疫情爆发后因为缺少系统的调查规范和技术支撑，也不能全面掌握发生的详细数据。由此一方面会造成松材线虫病范围不断的扩散，存量不断增大，扩散系数持续增高。另一方面随着增量和范围的扩散，防治难度指数级增长，不能有效的对病树除治又会促使扩散风险的加大。所以松材线虫病的高效、及时、准确的监测技术将成为松材线虫病防治的首要技术保障。

（二）疫情防治方案不能进行有效的执行。一方面因为复杂的地方林权、林业经济发展现状，造成地方上对松材线虫病疫木处理方式存在一定的抵触心理，甚至会出现一定程度的瞒报，违规处理行为。另一方面松材线虫病除治工作量大，范围广，地方林业森防部门、乡镇政府不能对所有的防治行动进行全面有效的现场监管，可能会造成除治过程不到位、疫木处理过程不规范甚至疫木流失等现象。所以对防治过程进行实时化、现场化、可视化监督，并实现监测过程可追溯的防治管理系统将成为保障防治构成的关键因素。

为解决松材线虫病防治过程中的监测普查和疫情防治两个关键环节出现的上述问题，综合空中调查、地面APP调查、媒介生物实时监测、防治过程管理等技术，开发了基于信息化、实时化、全面化、规范化、可追溯的松材线虫监测和防治平台。

三、多光谱技术简介

多光谱技术监测松材线虫疫木是利用无人机多光谱疫木监测系统基于MS600系列多光谱相机，结合公司自主研发构建的核心疫木识别提取算法与软件，能够实现松材线虫病疫木的自动识别、提取、标记，并可生成空间统计信息输出监测专题图，为相关部门提供高效精确的监测依据，实现松材线虫病疫木的高效智能监测管理。

四：监测流程

4.1 外业数据采集

利用无人机搭载多MS600光谱相机，在需要疫木调查的区域经性飞行作业，多光谱相机自动提取飞行区域的疫木情况，多旋翼无人机作业面积能达到约9km2/天，固定翼无人机作业面积能达到约22 km2/天。作业前核实该区域无人机飞行是否需要申请空域。

4.2 内业数据处理

将多光谱相机提取的数据提取至疫木监测系统中，自动处理数据。系统分析效率约63km2/天（约240G/天）。软件处理全程无需其他软件辅助，同事支持人工干预，灵活调整识别率。

4.3 监测结果应用

直接生成疫木统计报告，可进行成果编辑，小班分析等二次空间统计；可导入第三方地图软件，指导疫木除治，开启“一键导航”除治模式；宏观统计：监测区域疫木分布，总量，疫木占比情况等信息；变化监测：实现监测区域长时空的疫情发展与防治情况分析，为防治指挥决策提供依据

五：案例简介

5.2 2020年3月 安徽潜山，调查区总面积400亩

原创作者：湖北宏辉智讯科技有限公司