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【2017年度旗县优秀分析】航拍清点技术全面应用于冬季牧业普查的调研分析

发布时间:2018-03-23 来源:东乌珠穆沁旗统计局 于丹 郝军

  引  言

  东乌珠穆沁旗是最具草原畜牧业特色的牧业旗县之一,乌珠穆沁草原是迄今为止全区乃至全国天然草地植被保存最为完好的草原之一。保护好这片美丽富饶的草原是建设社会主义生态文明的需要,更是保护广大牧民长远利益和根本利益的基本要求。适时掌握精准的畜群规模、分布状况是草原生态治理、畜牧业经济可持续发展的重要依据,而所有这一切都要在有效的牧业普查基础上才能得以实现。

  长久以来,锡林郭勒盟地区牧业普查工作一直采用圈畜清点的老办法,这种办法在很长时期内发挥了积极的作用。但随着畜牧业的快速发展,各类、各层次的利益规避性致使数据失真,传统的逐户圈畜清点管理效益低下。多年来,牧业普查基本上流于形式,致使“草畜平衡”的落实大打折扣。

  为了提高畜牧业普查数据质量,探寻一种行之有效的牧业普查方法,在盟统计局的大力倡导和推动下,随着快速清点软件和智能清点软件的成功研发,航拍清点技术通过试验、示范,作为新型的牧业普查方法条件已经成熟。为此,2017年东乌旗冬季牧业普查在全国范围内率先全面使用了航拍清点技术。这是畜牧业数据采集、保真的重大统计方法制度改革,其意义和效果是不言而喻的。

  一、2017年东乌旗冬季牧业普查的组织与开展

  结合盟行署做出的东乌旗2017年冬季牧业普查全部采用航拍器进行的工作部署,东乌旗党委、政府高度重视,精心组织,积极筹备,周密安排部署,共整合38架航拍器参与此次冬普工作。盟统计局从锡盟职业学院选聘16名技术人员,携带16架航拍器,协助东乌旗开展冬季牧业普查工作。在入场航拍登记前进行了航拍技能培训,所有航拍操控人员均能够熟练掌握航拍器性能和操作技术。

  根据各苏木镇的工作量将普查人员和普查设备合理进行编队分配,在全旗各苏木镇(除宝格达山林场)同时进行航拍清点牲畜。为了便于工作的协调与管理,此次普查仍以苏木镇(场)为主体,苏木镇(场)政府主要领导为普查工作的第一责任人,对本地区普查工作负总责。同时,从相关部门抽调9名有责任心、业务能力强的副科级领导干部作为苏木镇普查组的带队负责人,全程负责各苏木镇的组织协调工作,对入户清点工作质量负直接责任。

  此次冬季牧业普查共派出40个普查组对全旗境内所有饲养畜群进行航拍清点,真正做到嘎查不漏户、户不漏群、群不漏畜。普查共抽调40台越野车,其中:由东乌旗生态局统一租赁12台,从旗直相关部门抽调21台,各苏木镇自备7台。每车配备1名熟悉被调查嘎查情况且协调能力强的联络员、1名司机、1名操作员(兼普查员)和1名工作人员。

  鉴于航拍器的飞行范围要求,考虑冬季气温过低、风力大等因素,在普查入户的前一天,由苏木镇承包嘎查的领导电话通知被调查户,普查当天牲畜放牧离居住地不得超过1公里,同时请牧户主人在家等候普查。

  普查中,每个普查组携带一台笔记本电脑,航拍结束后现场进行核实,与牧户核对好牲畜头数,填好户表,同时让牧户签字认可。全部普查数据由旗普查办统一进行汇总后,将各地的普查数据如实反馈给各苏木镇,各苏木镇整理后再按冬季普查报表要求逐级上报。

  二、调查结果分析

  东乌旗冬普入户调查工作于2017年11月15日正式启动,2017年12月5日全部结束。根据实际工作情况看,如果作业量安排合理,清点工作在15个工作日内即可完成。此次普查,对全旗9个苏木镇(场)、57个嘎查5324户牧户的牲畜进行了现场航拍清点。经汇总,全旗共有大小畜179.1万头(只),同比增长1.0%。此次普查结合生态补偿机制的落实,因牧户既得利益关系且具体数据由嘎查财务人员汇总上报,难免存在利益和人情因素存在,势必造成一定的数据偏差。

  为进一步核实普查数据质量,我们将普查户表回收并进行比对,发现所回收的户表数量明显偏少,且很大一部分户表缺少牧户认可的签字和手印。因此,可以确定相关数据在汇总上报过程中已进行调整改动。为更准确分析数据变化,同时减少人为因素影响,我局对盟统计局下派的第三方技术人员调查的牧户进行随机抽样,共抽取919户样本数据,并与2016年冬季普查、2017年夏季普查进行数据比对,比对结果如表1所示:

  

  

 

  三、航拍清点技术与传统圈畜清点效益对比

  从上表中可以看出,919户调查户共有大小畜33.8万头(只),同比增长8.6%。2015年和2016年连续两年东乌珠穆沁旗畜产品价格低迷,半数以上牧户承担较重的贷款压力,在今冬牲畜价格偏高的带动下,全旗牲畜出栏力度很大。可以说,今年是近年来全旗牲畜出栏力度最大的一年。以8.6%随机抽查增长率倒推全旗2017年日历年度大小畜存栏量可达192.5万头(只)左右。扣除人情因素、个别牧户提前分群、藏匿牲畜和大畜拍照不到位等实际情况,全旗冬季牲畜饲养量应在200万头(只)左右。从表中数据可见,大畜呈负增长态势,主要原因是冬季大畜的普查难度较大。在冬季,牛一般分布在房前屋后、棚圈之内,隐匿性较大,很难完全拍到。而马的流动性太大,如果不熟悉牧户情况更是无法找到。加之我们聘用的普查员均为在校学生,缺乏牧区工作经验,特别是语言不通,与牧户无法直接交流等因素使得大畜统计不到位。

  第一,提高了工作效率。普查中,现场航拍结束后,使用自动识别软件与牧户现场确认最多不超过10分钟,加上赶路时间,完成1户的调查工作,用时基本在30分钟以内。与传统圈畜清点每户最少需要1小时相比,大大地提高了工作效率。在普查中,使用航拍器清点牲畜省时省力、快速便捷,对牧民的生产生活影响较小。

  第二,误差率小。传统清点误差一般在3~5%之间,而采用航拍图像采集,使用快速清点软件可将误差控制在1%以内。如果扣除人为因素,甚至可以实现零误差。即使使用目前正在进一步升级的自动识别软件也可将最终总误差控制在3%以内,完全符合普查工作需要。通过此次普查发现,航拍器飞行高度在60~80米左右采集图像效果最佳。如果牲畜数量较多,在适当提升飞行高度后,图像清晰度基本不受影响。

  第三,对家畜影响小。采用航拍器清点牲畜,可在家畜饲养的任何过程完成清点工作。彻底改变了以往清点时需要牧民反复圈羊,对家畜采食影响大,牲畜出现掉膘等情况,减少了牧民对普查的抵触情绪

  第四,全面使用航拍清点技术虽然一次性投入较多(航拍器的购置),但据初步计算,无论人力、物力及相关费用都远远优于传统圈畜清点。此次普查全旗共调动40辆越野车,按每车4人计算,仅需160人,航拍清点作业10天,按每车40公升汽油、每人100元费用计算,共需27.2万元的组织费用。圈畜清点在相同的时间内,每个嘎查最少需要2个工作组,即至少需出动114辆车,450余人,共需72.76万元的组织费用,所需费用几乎是航拍清点调查费用的3倍。在今后的普查中,扣除航拍器一次性投入,即使雇用车辆进行普查,费用仍会低于圈畜清点。具体情况见表2:

  

   
  四、相关问题研讨

  (一)航拍器使用方面。考虑到航拍器购进成本和航拍效果,使用的航拍器为大疆精灵四系列航拍器,此航拍器具有飞行稳定、抗风力强、噪音小、拍摄画面清晰及操控距离远等特点。大疆精灵四系列航拍器基础参数见表3:

  

  其次,航拍器作业最低温度-20℃左右,温度过低会导致机体失控,在实际操作中已出现几起航拍器低温工作失控的情况。不过,从此次牧业普查来看,东乌珠穆沁旗11月中下旬白天低于-20℃的天气并不多见,对航拍工作的影响并不大,一是航拍作业者完全可以在车内进行飞行操作,二是由于航拍器在野外工作时间相对较短,如操作熟练、起飞地点选择合理,拍摄一般可控制在5分钟之内。低温对航拍器的影响程度也是今后我们具体工作中需要进一步关注的地方。  首先,近两年的航拍实验特别是此次冬季普查的实践显示,大疆精灵四系列航拍飞行器电池工作环境温度在-10°C以上,一块电池拍摄时长为2040分钟。在普查过程中,只要配置双电池交替使用、车载充电器适时充电,就完全符合全天野外作业的要求(每户航拍作业最高不超过十分钟,最低仅一两分钟)。尽管如此,进一步改进飞行器电池抗低温、增加飞行工作时间仍是一个需要攻克的难题。

  

  再次,对航拍器作业影响最大的是大风天气。在冬季,一般超过5级风航拍作业就十分困难,超过6级风就基本无法作业。 4~5级偏北风是东乌旗冬季正常风速,如果遇有6级以上风力、白天气温-20℃以下(全天按最低气温-26℃把握)天气时,可以暂时停止野外作业,以免造成不必要的损失。

  东乌旗是高寒地区,但11月中下旬降雪量大的天气也不多见,因此,东乌旗11月中下旬成功采用航拍器进行牧业普查基本可以在全国广大地区推广。综合考虑低温、大风和道路积雪等因素,今后冬季牧业普查尽量安排在11月下旬以前进行。

  (二)智能清点技术的研发方面。为使航拍清点技术顺利推广使用,并为后续研发工作提供更好的数据资料,在此次冬普中有意识地对快速清点软件技术与智能清点软件的新技术做了进一步验证比对。本次普查对全旗所有牧户均进行了图像采集工作,但因无法掌握牧户比较准确的饲养量,我局只能以快速清点作为基准数,选择325张具有代表性的图片进行进一步的数据分析。虽然个别照片的清晰度受软件开发数据库不完整及天气因素影响自动识别出现较大误差,甚至个别误差率超出预期误差率的50%,但总误差率基本可控制在3%以内。软件自动识别综合误差率为1.70%,单图最大识别误差率(绝对值)58.25%,单图最小识别误差率(绝对值)仅为0.00%。具体情况见图1、图2所示:图1 误差率离散示意图

  

  因此,智能识别软件清点最终结果完全符合牧业普查要求,但需要对以下内容做进一步研发。个别图片误差率较高,主要原因是软件的开发主要以夏季图片资料样本居多,而且冬季雪地对精准识别也会形成一定的误差。另外,照片的质量也是形成识别率误差偏高的原因之一。但随着实践过程中图片样本量的不断增加,自动识别软件的精确度也会进一步提高,航拍清点技术应用于牧业普查会更加充分、快捷。

  (三)入户调查组织工作方面。牧业普查的组织形式一直是各级政府面临的难点工作,目前全盟普遍运用“承包责任制”,即处级领导包片、科级领导包嘎查,再加上严格的督查办法。但涉及牧民既得利益及各级干部与广大牧民千丝万缕的联系,调查数据总不理想。且存在少数牧户提前分群、隐匿牲畜等实际问题,在一定程度上也影响了普查数据的质量。为摸清牲畜底数,此次普查采用委托第三方作业和与生态奖补相结合的办法进行,但因抽调的第三方普查员多数没有基层工作的经验,且语言不通,对普查工作有一定的影响。事实证明,在像东乌珠穆沁旗这样地广人稀、交通不便的大牧区,要想高质量做好牧业普查工作,无论何种组织形式,入户调查必须紧紧依靠基层党委、政府的协调和嘎查两委的联络、指引。而且,在今后的普查中,普查员的选聘要充分考虑到基层工作经验和双语能力。

  (四)车辆方面。统一组织航拍清点普查工作,车辆抽调是一项较大的困难。牧业普查时间紧、任务重,野外作业统一在一定时间内完成,除备用飞行器外,要求每个航拍器配备一辆越野车。各部门在公车改革完成后已经很难集中征用如此多的车辆。即使临时雇用也有一定的困难。另外,雇用车辆费用加上司机工资等费用也偏高,在具体工作中只能多方筹措,提早准备。

  (五)航拍器的管理问题。航拍器在操作时存在一定的安全隐患,且管理、维护难度大。近年来,国家对小型飞行器的管理力度逐步加强。我区的大牧区多处于边境地区,东乌旗就有527公里长的边境线,对航拍飞行器的使用有更严格的限制,因此航拍器不适合分发到基层管理,建议成立相关机构集中管理。另外,每次普查对机器的大规模维护检查、升级更新,需要大量的人力和时间,也是需要研究探讨的问题之一。

结  论

  东乌旗2017年冬季牧业普查成功使用了航拍清点技术, 虽然在具体工作中仍有许多值得深入研究问题和亟待改进的问题,像电池的使用时间、航拍器低温飞行的控制和图像智能识别系统的精准识别程度等,这些因素造成普查的数据存在一定偏差。但引入第三方参与普查工作的抽样比对方法,摸清了全旗家畜饲养的实际情况,从这一点说,使用航拍清点进行普查是成功的。也进一步说明航拍技术在牧业普查中应用是可行的,它无疑会成为全国今后相当长的一段时间内牧业普查工作的主要手段。