孫元良，何文超

（新泰市國有太平山林場，山東 新泰 271200）

森林作為路堤生態(tài)體系主體，是不可或缺的資源，不但是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)鍵構(gòu)成部分，也是保護環(huán)境的主要天然屏障。森林火災(zāi)會給森林資源產(chǎn)生破壞性的不良影響，對社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全造成較大危害。因而，森林防火在生態(tài)文明建設(shè)和社會可持續(xù)發(fā)展中有著關(guān)鍵功效，無人機在森林防火中有著特有優(yōu)點。

1 無人機簡述與特點

1.1 簡述

無人機是由無線遙控設(shè)備和全自動程序控制的無人飛行器，廣泛運用于航空攝影測量、抗災(zāi)、傳染性疾病檢測等眾多領(lǐng)域和行業(yè)。與人開飛機對比，無人機體積更小、成本更低、應(yīng)用更便捷、更安全。無人機系統(tǒng)包含無人機及對應(yīng)的配套設(shè)施，如通訊展、運送存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、維護設(shè)備等。它能確保無人機的常規(guī)應(yīng)用，為其發(fā)揮自身價值給予充分確保。

1.2 特點

針對各種突發(fā)性環(huán)境安全事故和環(huán)境污染事件，依靠地面遙控器，無人機可以對目標高風險地區(qū)開展航拍，隨時隨地監(jiān)管這一地區(qū)的有關(guān)狀況，體現(xiàn)環(huán)境污染是不是已蔓延。最終收集空氣質(zhì)量指數(shù)，為有關(guān)員工制訂援救計劃方案給予客觀性參照。

無人機技術(shù)的檢測范圍更為廣泛。在大范疇檢測中，依據(jù)定量分析原理和技術(shù)，可以對檢測空間內(nèi)的信息開展全方位、精確的數(shù)據(jù)采集和剖析，根據(jù)多次精確測量和剖析，可以使數(shù)據(jù)信息更為精確合理。

無人機自身重量較輕，不容易受飛行環(huán)境影響，對飛行場所要求較低。飛行方式非常靈活，可以更為迅速地面對各種航拍任務(wù)。絕大多數(shù)無人機任務(wù)規(guī)定上空高度在1000m，因此通常不用申請辦理航線，全國各地都能夠監(jiān)管。

2 無人機系統(tǒng)在森林防火中應(yīng)用現(xiàn)況

無人機技術(shù)產(chǎn)生后，世界各地都將無人機技術(shù)應(yīng)用于森林火災(zāi)檢測和抗災(zāi)，并得到了滿意的實際效果?，F(xiàn)階段，森林資源是經(jīng)濟社會建設(shè)品質(zhì)的關(guān)鍵資源，而森林火災(zāi)的防治很可能在防火技術(shù)的直接影響下產(chǎn)生變化，這促使森林火災(zāi)的防治更為高度重視無人機技術(shù)。除此之外，在許多森林資源的維護中，多種多樣防火技術(shù)的搭配通常成為無人機技術(shù)處理的代表工作。因而，在無人機技術(shù)應(yīng)用中，許多無人機技術(shù)在非常大水平上非常容易受救火效率的影響。此外，許多火災(zāi)事故產(chǎn)生后不能及時撲滅，造成許多火災(zāi)事故在紅外線掃描機的高效功效下，掃描機使用價值難以提高。因而，很多掃描機應(yīng)用技術(shù)可以在火災(zāi)事故后輕輕松松更改數(shù)據(jù)資料，最后很多無人機變成唯一可以解決森林火災(zāi)的設(shè)施。

3 無人機在森林防火中的運用

3.1 護林查詢和野外火源管理

無人機很靈便，可以獲得大規(guī)模的森林面積現(xiàn)狀。與載人機對比，無人機具備安全、低成本、使用方便、便于維護保養(yǎng)等優(yōu)勢。與地面巡查對比，無人機在監(jiān)管范疇上具有與眾不同的優(yōu)點，尤其是在人車無法達到的地區(qū)。無人機配備紅外熱像儀、超清透霧攝像頭、GPS定位系統(tǒng)和超清數(shù)字圖像處理與傳輸技術(shù)，構(gòu)成火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，可在空中依照預(yù)定線路對林地開展巡查，并將空中巡邏時獲得的圖像傳輸數(shù)據(jù)至地面總指揮部。在監(jiān)管通信基站周邊林地的視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像收集環(huán)節(jié)中，無人機可以完成水準360°和垂直120°全面監(jiān)管。該體系可全自動精準定位火災(zāi)事故現(xiàn)場實際位置，充分實現(xiàn)火災(zāi)事故現(xiàn)場智能識別，根據(jù)遙控指令更改無人機飛行軌跡，開展關(guān)鍵詳查。因而，無人機在森林火災(zāi)監(jiān)管管理方法中的運用，可以很大程度地提升監(jiān)管能力，還可緩解消防安全工作員的工作壓力，提升巡查護林工作效能，精確匯報森林火災(zāi)，為初期森林火災(zāi)控制給予珍貴的時間。

3.2 火情偵測

森林火災(zāi)產(chǎn)生時，會造成非常高的溫度，并伴隨有對身體有危害的濃煙。假如盲目救火，非常容易導(dǎo)致傷亡事故。當火情出現(xiàn)時，無人機可以根據(jù)拍攝機器設(shè)備和紅外熱像儀及時檢測火災(zāi)，操縱相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)信息，明確火區(qū)和救火計劃方案，以最大的高效進行救火工作，降低沒必要的傷亡事故。除開檢測森林火災(zāi)以外，也能對暗火起到有效的偵查，對火災(zāi)進行徹底控制，有效防止火災(zāi)蔓延。

3.3 災(zāi)后評估

往期的災(zāi)后評估和森林巡查是一樣的。工作人員到現(xiàn)場勘查后才能夠明確具體的火災(zāi)險情，工作效率不高。與此同時，因為受地勢影響比較大，評估工作沒法精確進行。無人機便攜，根據(jù)GPS定位系統(tǒng)可以迅速明確火災(zāi)地區(qū)具體部位，尤其是根據(jù)三維成像系統(tǒng)可以及時獲得火災(zāi)地區(qū)的地形特征。明確受災(zāi)面積和相對應(yīng)界限后，融合相關(guān)信息內(nèi)容，可以精確得到受災(zāi)面積和財產(chǎn)損失的數(shù)據(jù)信息，并由此明確火災(zāi)事故因素開展處理。評價全過程具備高效率、質(zhì)量高特性，節(jié)約了財力物力，并獲得更為精確的評估結(jié)果。

3.4 可燃地植被調(diào)查

無人機還能夠運用于森林易燃背地物的調(diào)研。關(guān)鍵方式 是應(yīng)用固定無人機對調(diào)研地區(qū)開展航空攝影測量。無人機必須帶上能見光和多光譜相機，在一定的飛行高度和預(yù)定航線上拍攝調(diào)研地區(qū)，并利用系統(tǒng)對攝影的圖像開展處理，如拼湊、校準等，給予全波段和多光譜分波段影像數(shù)據(jù)，隨后對這類信息做好研究或測算植被指數(shù)。隨后對航拍地區(qū)開展調(diào)查，明確林地類種類、綠化植物構(gòu)成、樹高等。調(diào)研森林地表易燃物的類型、構(gòu)成和負荷。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)信息，對無人機高清航拍影像創(chuàng)建的由林地類種類和森林綠化植物構(gòu)成的森林易燃物的被實體模型開展認證，進而明確不一林地類種類和綠化植物下的森林可燃地被物。

3.5 空中巡視

無人機系統(tǒng)由無人機飛行器和地面自動控制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，可以在自動或遙控情況下對總體目標區(qū)域開展航行探測。無人機系統(tǒng)融合了地理信息系統(tǒng)、電子信息技術(shù)和無線傳輸技術(shù)?？梢园押叫兄械母鞣N各樣信息傳遞到地面控制站。該技術(shù)解決了人力查驗的缺點，防止了火災(zāi)事故的產(chǎn)生。無人機上也有紅外線探測設(shè)備和監(jiān)控攝像頭，可以同時進行圖像收集。無人機操縱起來也非常簡單。這種特性將把護林防火工作人員從繁瑣的日常巡視中解放出來，與此同時也可以迅速地把握護林防火信息。

3.6 火災(zāi)撲滅

如前所述，森林大火擴散速率十分快，通常在很短的時間內(nèi)涌向非常大的區(qū)域。但在救火全過程中，只靠地面探測并不可以良好控制火情的發(fā)展趨勢。之前載人機為了更好地躲避風險，只有在高空飛行，沒法及時觀察具體情況。假如應(yīng)用無人機機器設(shè)備，可以明確地捕獲火災(zāi)事故現(xiàn)場，并傳到地面控制站，可以為救火給予較大的協(xié)助。歸功于無人機的協(xié)助，消防救援指引單位可以聯(lián)系實際狀況更有效地分辨消防疏散線路。

3.7 循環(huán)檢測

地面指揮者可以遠程操作無人機的飛行軌跡，讓其在固定不動區(qū)域空中巡查，產(chǎn)生多方位、全面后檢測。一旦發(fā)覺火災(zāi)，可以精確精準定位，快速響應(yīng)，防止火情進一步擴張。地面控制管制員只需設(shè)定航行間距和方位等主要參數(shù)就能完成這一工作。無人機在巡視監(jiān)管流程中，會隨時隨地將目標區(qū)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息傳到地面控制站，由計算協(xié)助剖析火災(zāi)安全隱患。當發(fā)生疑似區(qū)域時，還能夠操縱無人機開展近距精確查勘，及時處理火災(zāi)安全隱患，及時清除隱患，防止森林大火產(chǎn)生。

3.8 災(zāi)后余火監(jiān)測

森林火災(zāi)撲滅后，現(xiàn)階段主要是靠消防人員清除現(xiàn)場余火，巡查，監(jiān)管余火。但針對受災(zāi)面積大、林況繁雜的火災(zāi)現(xiàn)場，清除殘火難度系數(shù)比較大。一般余火是引燃的，僅有一點綠光或沒有煙，因此有較強的隱秘性。通常只有在余火擴大到一定的程度時能夠被發(fā)覺。除此之外，火災(zāi)現(xiàn)場周邊的易燃材料在輻射熱的直接影響下越來越十分干燥。假如不小心，火很有可能會再度燃燒并快速擴散。無人飛機配備紅外熱像儀，從上空檢測森林火災(zāi)撲滅后的余火。融合GPS定位系統(tǒng)，可以形象化表明火災(zāi)現(xiàn)場的發(fā)熱量遍布狀況，標識火災(zāi)現(xiàn)場的易燃位置，為地面消防人員清除殘火指引方向，提升殘火清除的效果，降低處理余火難度系數(shù)，合理防止消防人員受余火燃燒的危害，提高余火清除的安全系數(shù)。

4 無人機應(yīng)用建議

4.1 根據(jù)工作任務(wù)選擇無人機

盡管無人機在森林防火中可以充分發(fā)揮功效，可是無人機的實際類型針對不一樣的偵察任務(wù)有不一樣的功效，而林業(yè)站并不區(qū)別不一樣無人機地相對應(yīng)差別，含糊地應(yīng)用?，F(xiàn)階段無人機有兩種：固定翼無人機和多旋翼無人機。前面一種適用較廣泛的監(jiān)管地區(qū)，必須較大的著陸總面積。圖像收集后，必須開展解譯處理，獲得相應(yīng)的圖像，對操作技術(shù)和處理技術(shù)有很高的要求。后面一種對起降環(huán)境需求低，可以迅速飛到觀測點開展指定檢測，可以迅速傳遞數(shù)據(jù)信息，以獲得對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)信息。整體操作流程相對簡易，但存有觀察范疇小、續(xù)航能力弱等問題。

4.2 加強無人機在森林消防中的應(yīng)用

伴隨著在中國無人機技術(shù)的飛速發(fā)展和完善，無人機廣泛運用于氣候、農(nóng)牧業(yè)、林果業(yè)、監(jiān)管等行業(yè)。特別是在森林火災(zāi)情形下，火災(zāi)現(xiàn)場高溫造成的天氣轉(zhuǎn)變，有些載人機航行存有較大的安全風險，而無人機配備攝像設(shè)備開展探火時，對人沒有安全影響。從高處部位拍攝的影像數(shù)據(jù)信息可以便捷路面消防指揮員及時處理火災(zāi)，有利于把握火災(zāi)現(xiàn)場動態(tài)。

4.3 加強隊伍建設(shè)

無人機森林防火工作要想順利進行，就需要提高思想認識，確保日常任務(wù)的順利開展。因為在我國民用型無人機發(fā)展尚處在初步環(huán)節(jié)，急缺一批具有無人機安全駕駛和維護專業(yè)性人才，以高效進行森林防火工作。要大力開展無人機隊伍建設(shè)，快速產(chǎn)生生產(chǎn)力，為森林防火、氣象監(jiān)測、資源勘查檢測等提供強有力的保證。

無人機團隊的建設(shè)可以分成2組：一組是無人機團隊，承擔無人機的操縱、控制和維護保養(yǎng)，三四個人就可以；另一組是無人機拍攝數(shù)據(jù)處理組，承擔處理來源于無人機的圖像。全部員工都需要申請辦理一系列辦理手續(xù)，學(xué)習(xí)培訓(xùn)有關(guān)專業(yè)知識，達標后才可以入崗。

5 無人機系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展趨勢

5.1 在數(shù)據(jù)資源及處理方面的發(fā)展

自無人機系統(tǒng)應(yīng)用于森林防火至今，森林防火能力水準明顯提升，因而，其研究受世界各國的普遍關(guān)心。現(xiàn)階段，從無人機系統(tǒng)的運用和研究成果看來，無人機技術(shù)也有較大的未來發(fā)展空間。在其中，無人機的數(shù)據(jù)資源解決能力對森林防火檢測和救火具備關(guān)鍵影響。假如數(shù)據(jù)資源處理能力低，會嚴重影響救火效率。無人機的數(shù)據(jù)資源處理必須對全部數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)有效的處理，因而，必須對其智能終端開展更新，并對機載有效性開展剖析。融合無人機零配件的特性，解決森林防火業(yè)務(wù)流程。在引擎固定條件下，應(yīng)優(yōu)化傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)，提升無人機數(shù)據(jù)處理能力數(shù)據(jù)傳輸效率。

5.2 無人機指揮系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展

現(xiàn)階段無人機系統(tǒng)的指揮系統(tǒng)早已較為完善，指揮系統(tǒng)與數(shù)據(jù)資源的互相兼容充分發(fā)揮重要的作用。在圖像資料傳送流程中，應(yīng)分辨圖像數(shù)據(jù)信息的使用價值，以控制圖像資源的品質(zhì)。撤銷一些無用信息傳送對傳輸資源的占有，使獲得的數(shù)據(jù)資源更為合乎指揮系統(tǒng)的使用要求。因而，在無人機系統(tǒng)的主要參數(shù)設(shè)計和運用全過程中，實際操作員工應(yīng)依據(jù)資源的優(yōu)點開展設(shè)計，以確保無人機能在要檢測的范疇內(nèi)進行有效檢測，防止技術(shù)資源消耗。與此同時，依據(jù)山林環(huán)境和氣候特點，可以精準鑒別無人機的運用點，達到森林防火要求。根據(jù)無人機指揮系統(tǒng)和控制方法的調(diào)節(jié)，無人機的運用水平會顯著提升。

5.3 無人機檢測功能的整合發(fā)展

現(xiàn)階段，無人機在森林防火中的使用關(guān)鍵具有下列問題。第一，在工作實行環(huán)節(jié)中，假如無人機出現(xiàn)異常，沒法自主調(diào)節(jié)，非常容易失事，造成監(jiān)管中斷。次之，無人機的調(diào)節(jié)技術(shù)還不夠健全，尤其是抗沖擊能力差，難以保證長續(xù)航力。第三，現(xiàn)階段數(shù)據(jù)采集的精確性仍尚需觀察。因此對于存在的問題，要考慮到無人機的航行作用和監(jiān)管作用?，F(xiàn)階段，無人機在軍事方面的運用和科學(xué)研究發(fā)展趨勢快速，應(yīng)積極主動參考軍事方面的科研成果，處理無人機續(xù)航周期短的問題。積極主動研制新式機身材料，減少無人機自身重量，加強續(xù)航能力，提升運行安全性。

6 未來無人機在森林消防應(yīng)用中的技術(shù)發(fā)展要求

6.1 適應(yīng)多方位性

消防人員必須應(yīng)對的火災(zāi)現(xiàn)場通常受自然或人為因素等差異原因的影響。尤其是森林大火，當產(chǎn)生在戶外時，問題更繁雜。在使用無人機全過程中，除開技術(shù)性，還需要考慮到本地的風力、氣候、溫度、防潮、防寒、耐熱等諸多方面。因而，在未來無人機的優(yōu)化和進步中，必須考慮到材料和技術(shù)的綜合兼容模式，以達到不一樣的作業(yè)標準。

6.2 技術(shù)控制穩(wěn)定性

無人機技術(shù)的一個優(yōu)點便是可以在一些人煙稀少的地區(qū)對人不能開展監(jiān)測的地區(qū)進行監(jiān)測，從而提供準的數(shù)據(jù)。因為無人機技術(shù)操縱關(guān)鍵根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)收取和發(fā)送技術(shù)，追求完美無人機圖像和傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定度和畫面質(zhì)量以確保數(shù)據(jù)的精確性是無人機技術(shù)快速發(fā)展的一個主要層面，這就必須提升無人機無線通信技術(shù)的抗干擾能力。與此同時，運用無人機對山林明火開展定速巡航檢測，其續(xù)航力能力和每塊充電電池的使用期限也是要探究的一大方位，確保數(shù)據(jù)監(jiān)測的精確性。

7 結(jié)語

伴隨著科技發(fā)展趨勢，今日的科技進步已經(jīng)普及到社會的各個領(lǐng)域?，F(xiàn)如今，大家慢慢將無人機系統(tǒng)投放到森林防火中，為在我國森林防火的發(fā)展帶來了強大的服務(wù)支持。根據(jù)此，剖析無人機系統(tǒng)在森林防火中的運用具備關(guān)鍵實際意義。