产学研用协同攻关“林下自主避障”与“信息智能提取”，助力森林资源空地一体化调查监测技术取得新突破

　　资源所主持的“十四五”重点研发计划 “天空地一体化森林资源监测技术示范” 项目分别于5月26日和6月10日，先后在浙江杭州、广西南宁开展的林下自主避障无人机试飞试点工作圆满成功。项目联合微分智飞（杭州）科技有限公司、亚林所、中遥天地（北京）信息技术有限公司、贝有数（南京）信息技术有限公司协同完成试验。
　　试飞工作旨在验证合作团队研发的多款林下自主避障无人机在真实复杂森林场景中精准获取林木及林下植被、地形信息的可行性。此次联合试验聚焦自主避障灵敏度、设备协同性、采集数据可靠性等核心指标，全面检验无人机平台、避障系统、任务载荷与数据链的实战性能。结果表明，新型无人机凭借自主创新技术为轻型化、自动化智能终端用于森林资源调查监测开辟了新方向。
　　在集成技术方面，自主无人机的全自主探索扫描、三维重建、实时避障能力尤为突出：划定区域后即可一键起飞，依靠强大的前端AI决策能力全自主完成既定森林场景的扫描。其搭载的先进边缘计算模块以及激光雷达、高清视频传感器，配合自主飞行规划策略，可在一定复杂程度的林下环境进行巡回避障及数据获取，实时生成全数字化森林真实场景，为后续专题信息提取提供支撑。
　　在数据采集方面，无人机配备的混合固态激光雷达与AI决策系统组成“黄金搭档”，5分钟内便可完成标准样地（1亩大小）的全自主探索扫描，边缘算力即可支撑实时三维重建，0.1秒内便可识别直径0.3~1 cm的细小枝条，实现复杂林区的自动避障飞行。结合项目团队自主研发的单木分割、树种识别等智能算法，林木关键因子提取精度可达到90%以上，大幅提升森林样地调查监测的效率。
　　此项工作是国家“十四五”重点研发计划项目“天空地一体化森林资源监测技术示范”与企业团队和行业应用单位合作的重要里程碑。集结了相关行业的一流科研院所、具有自主创新核心技术的企业和林草行业生产单位，产学研用多方协同攻关，旨在突破“林下无人机自动避障”与“林木多要素因子精准提取”技术瓶颈。通过在真实林下环境中的试飞，不仅验证了自主避障无人机技术的实用性和可靠性，也为最终构建高效智能的“森林资源天空地一体化调查监测体系”奠定了坚实基础。随着技术和产品迭代升级，还将在林火风险普查、病虫害监测、生态修复、国储林监管等领域开展深度应用探索。合作团队将持续深化技术创新，拓展林草应用场景，共同推动我国林草资源调查监测技术向高精度、高时效、智能化方向发展。
　　有关成果《A real time LiDAR-Visual-Inertial object level semantic SLAM for forest environments》发表在ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing，《Multisensors Fusion SLAM-Aided Forest Plot Mapping With Backpack Dual-LiDAR System》发表在IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing，《Unlocking aerobatic potential of quadcopters: Autonomous freestyle flight generation and execution》《Swarm of micro flying robots in the wild》发表在Science Robotics.
　　“十四五”重点研发计划项目“天空地一体化森林资源监测技术示范”，面向国家森林资源调查监测业务需求，重点突破天空地一体化数据获取和处理，区域植被覆盖类型及变化信息与森林定量参数高精度提取，多尺度森林资源年度协同更新等关键技术，构建天空地一体化的森林资源综合监测系统，促进天空地一体化技术与森林资源调查监测业务的深度融合，为国家“双碳”战略目标、“双重”工程、森林质量精准提升等国家重大需求提供基础支撑。（田昕）
中国林科院 　2025-06-19

关键词 森林资源  空地一体化  监测技术  林下自主避障  数据采集  图片