李桂鳳

摘? 要：在有效管理和預(yù)防森林火災(zāi)等方面，無人機(jī)相比較于其他傳統(tǒng)設(shè)備顯示出非凡效果，因此其廣泛應(yīng)用于森林火災(zāi)監(jiān)測、預(yù)防、救援和災(zāi)害評估等方面。

關(guān)鍵詞：森林火災(zāi);探測撲救;無人機(jī)技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：S762? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.11974/nyyjs.20180932173

引言

沾益區(qū)地處云南省東部，曲靖市中部。位于E10329～10414，N2531～2606之間。地勢北高南低，東西高中部低，海拔在1637～2678m之間。沾益區(qū)林業(yè)用地15.67萬hm2，占總面積的55.93%;非林業(yè)用地12.35萬hm2，占總面積的44.07%。森林蓄積為389.5萬m3，森林覆蓋率為48.65%。每年的12月至次年的5月31日是森林防火期，3—4月是一年中火險等級最高的時期。

隨著沾益森林面積、蓄積逐年增加，林內(nèi)枯葉殘枝增多加厚，在林區(qū)從事非林生產(chǎn)經(jīng)營的單位增多，到林區(qū)、珠江源風(fēng)景區(qū)及海峰濕地保護(hù)區(qū)游客流量的增多，加之防火期又是春耕及農(nóng)事活動的高峰期，到林區(qū)及林緣人員頻繁，帶來不可預(yù)測的火災(zāi)險情隨之增加，因此無人機(jī)技術(shù)在森林防火工作中的運(yùn)用是十分必要的。

無人機(jī)是指通過自動駕駛儀進(jìn)行控制的無人飛行器，其最早出現(xiàn)在美國，現(xiàn)在世界各國都已展開較為廣泛的應(yīng)用，而近年來，我國將無人機(jī)技術(shù)引入了森林災(zāi)害防治系統(tǒng)。

1? ? ?無人機(jī)在森林防火中的技術(shù)優(yōu)勢

對每年森林火災(zāi)的發(fā)生而言，如何解決預(yù)防森林火災(zāi)問題，已成為林業(yè)工作的重點(diǎn)。目前，越來越多的新技術(shù)和新設(shè)備正在實(shí)施應(yīng)用于國內(nèi)森林火災(zāi)防治，國家對于高端技術(shù)的市場需求隨之增加，同時各項(xiàng)森林保護(hù)投資也正在逐步增加。衛(wèi)星技術(shù)已基本應(yīng)用于統(tǒng)計森林資源和監(jiān)測森林火災(zāi)狀況，無人機(jī)GIS技術(shù)意味著將無人駕駛技術(shù)和遙感技術(shù)有效地結(jié)合起來，將其應(yīng)用于無人化森林防治，其主要技術(shù)內(nèi)容為遙測和遙控技術(shù)，遙感定位技術(shù)，通信技術(shù)，遙感GPS應(yīng)用。而同時無人機(jī)差分定位也應(yīng)用的相對普遍，其可以快速調(diào)查我國森林火災(zāi)的現(xiàn)狀，為防止森林火災(zāi)或森林病蟲害提供相關(guān)信息和準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。無人機(jī)的紅外可見光攝像機(jī)通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)可實(shí)況觀看火災(zāi)現(xiàn)況，并將其發(fā)送到防治基站?；馂?zāi)撲救現(xiàn)場會面臨著各種各樣的困難，大型火災(zāi)現(xiàn)場，就風(fēng)速、煙度、溫度、防水等環(huán)境因素而言，操作環(huán)境更為復(fù)雜，就意味著無人飛機(jī)必須能在惡劣的環(huán)境中智能飛行，一要面對風(fēng)阻的影響;抗高溫和機(jī)體防爆能力的提升，然后是抗煙探測能力。無人飛行時要計算環(huán)境的最高飛行速度，范圍可以達(dá)到3.7km左右，平均電池續(xù)航能力大45min以上，能夠不間斷監(jiān)控火災(zāi)控制要求以及較小范圍內(nèi)的潛火檢查，無人機(jī)的海拔飛行高度超過225m，能夠應(yīng)對大部分高空災(zāi)害，可滿足日常災(zāi)情偵查需要。無人機(jī)圖像的傳輸要清晰連續(xù)，因此各大地面控制中心對無線圖像的傳輸和接收要求較高;而無線傳輸?shù)母蓴_消除一直是通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，這就要求無人機(jī)利用UAS技術(shù)，使其具有一定的防惡意使用能力，以防止圖像傳輸中的中斷?，F(xiàn)無人機(jī)應(yīng)消防部門的要求，普遍具備高水平的集成性和兼容性。

1.1? ? ?火災(zāi)勘測應(yīng)用

森林基站數(shù)字地圖可實(shí)時顯示火災(zāi)點(diǎn)和熱點(diǎn)，識別系統(tǒng)還可確定防火條是否準(zhǔn)確到位，定位火點(diǎn)查看起火勢。如果飛機(jī)經(jīng)過火災(zāi)定點(diǎn)上空時，可以將災(zāi)情信息，諸如線蔓延速度，燃燒面積和傳播趨勢等直接傳送到地面控制中心，其是監(jiān)控森林火災(zāi)發(fā)生（尤其是在初期火災(zāi)和潛火）的可靠信息。特別是在大型森林火災(zāi)中，當(dāng)能見度較低時，即使飛機(jī)能夠到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，觀察員也無法跟蹤火災(zāi)現(xiàn)場的實(shí)景，在這種情況下，無人機(jī)可消除飛行的不安全因素，其隨時配備的視頻拍攝裝置和傳輸設(shè)備能夠克服火災(zāi)探測任務(wù)和撲救任務(wù)中的不足，在收到來自地面的電磁波信號后，跟綜掌握火災(zāi)的動態(tài)信息。

1.2? ? ?撲救計劃制定

經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境生態(tài)保護(hù)的快速發(fā)展和需求增長為火災(zāi)救援任務(wù)的火災(zāi)增加了許多困難。近年來，由于消防戰(zhàn)士無法接近或進(jìn)入森林火災(zāi)現(xiàn)場。航空指數(shù)只能達(dá)到一定的高度，無法進(jìn)行全局勘測，無人機(jī)卻無高度的限制，可通過微波命令監(jiān)視火災(zāi)整個區(qū)域，同時完成滅火救援區(qū)域的集合，以提供信息支撐和應(yīng)急計劃制定。例如消防隊接到災(zāi)情時，通過地面指揮系統(tǒng)控制飛行器即時將火災(zāi)實(shí)時輪廓，燃燒面積和蔓延速度等數(shù)據(jù)實(shí)時發(fā)送到控制室，提供可靠的消防信息，使消防部門及時啟動消防隊伍，切實(shí)提高消防效能和防范火災(zāi)事故發(fā)生。

2? ? ?總結(jié)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅為社會進(jìn)步提供了動力，還在不斷推進(jìn)森林資源防治研究中無人機(jī)技術(shù)的實(shí)施。目前森林調(diào)查數(shù)據(jù)的要求逐步多樣化，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，效率和質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格。為此，在研究森林資源和不斷改善現(xiàn)存問題等方面，必須明確無人機(jī)價值，以保證我國社會的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]馬瑞升，楊斌，張利輝，等.微型無人機(jī)林火監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2012（5）：783-789.