張 煦

（國家林業(yè)和草原局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計院，北京 100010）

1 無人機防火現(xiàn)狀分析

1.1 國際應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在國際上對火災(zāi)應(yīng)用自動報警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)平均化以及數(shù)字技術(shù)測定，根據(jù)拍攝得到照片可以對火災(zāi)進行較快識別。但是最開始識別火災(zāi)要求憑借的相關(guān)尖端技術(shù)和衛(wèi)星定位進行實現(xiàn)，可以實現(xiàn)飛行器進行巡視以及情況通報做好24小時森林草原防火數(shù)據(jù)進行反饋，也可以在后臺根據(jù)反饋獲得的數(shù)據(jù)進行一定的判別，將相關(guān)數(shù)據(jù)進行傳輸，也會給火情以及消防人員提供科學(xué)的處理方案。

1.2 國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

在森林草原重點火險地區(qū)應(yīng)用最為廣泛的是衛(wèi)星遙感技術(shù)，目前在固定點位的視頻監(jiān)控和高分辨率的衛(wèi)星技術(shù)運用已經(jīng)較為普遍，并且在效率和速度上有著顯著的效果。但在地形復(fù)雜，森林資源茂密，草原資源廣闊的地區(qū)，視頻監(jiān)控會有盲區(qū)死角，衛(wèi)星也不能只鎖定一個區(qū)域，無人機技術(shù)正好彌補了現(xiàn)狀存在的空缺，無人機可以執(zhí)行對地面的火情巡查工作，成為森林草原火情監(jiān)控十分重要的一個環(huán)節(jié)，最大限度地減少森林草原火災(zāi)對人民生命財產(chǎn)和森林草原資源的危害。

1.3 無人機在森林草原防火中的應(yīng)用優(yōu)勢

無人機的應(yīng)用主要體現(xiàn)在跨越復(fù)雜地形的能力與俯視視角的優(yōu)勢，可以在復(fù)雜環(huán)境中進行巡查，并且對起降環(huán)境、飛行環(huán)境和地面保障等要求較低，現(xiàn)如今無人機技術(shù)相對成熟，在制造、使用和維護方面的技術(shù)門檻與成本相對較低；無人機可以在撲火過程中提供火情的實時動態(tài)，為森林消防隊伍提供更加準確的火情發(fā)展趨勢，據(jù)此制定更加有效的撲火計劃；無人機還可以通過智能化巡檢系統(tǒng)快速發(fā)現(xiàn)可疑人員及車輛，及時的制止可疑人員入內(nèi)，避免重點區(qū)域可能發(fā)生的人為因素火情；對已經(jīng)發(fā)生的火情通過煙霧識別及溫度模塊的判定可將現(xiàn)場情況快速回傳處理，大大減少火情巡護人力物力的投入，并能產(chǎn)生更可觀的回報效果。

2 無人機技術(shù)在森林草原防火工作中的具體應(yīng)用

2.1 開展防火宣傳

無人機可懸掛多種設(shè)備可以做好遠距離高空喊話，使用無人機來進行高空喊話、高空巡查等具備創(chuàng)新性宣傳方式加強森林草原防火宣傳工作，讓群眾對森林草原防火加強關(guān)注，接受森林草原防火宣傳內(nèi)容。在無人機技術(shù)逐步成熟的背景下，可以做好防火指揮中心同宣傳場所進行在線對話，在生活中出現(xiàn)野炊、秸稈焚燒、祭掃等違規(guī)用火行為做好勸導(dǎo)制止工作，有效提升防火效率。

2.2 加強日常巡護工作

森林防護過程中日常巡護是基礎(chǔ)性工作，在傳統(tǒng)人工地面巡護施工中有著工作量大、信息傳遞速度較慢、花費時間差長、特殊地區(qū)不能到達等問題。使用無人機技術(shù)則具備著靈活、快捷以及效率高等諸多特征。應(yīng)用無人機開展日常巡護能有效彌補人工地面巡護中的缺陷，有效提升巡護效率。無人機在進行日常巡護中通常同無線通訊設(shè)備、定位技術(shù)、紅外攝像等技術(shù)進行結(jié)合。可以應(yīng)用無人機搭載高清設(shè)備，將實時影像數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)缴植菰阑鹬笓]中心，方便其直接觀測林區(qū)的實際情況，在短時間中對林區(qū)的情況進行監(jiān)測，科學(xué)完成日常巡護管理工作。

2.3 火情偵查工作

在出現(xiàn)森林火災(zāi)后，由于植被被大量燃燒會出現(xiàn)濃煙的情況，造成了火場的能見度比較低、并且在風(fēng)向、地形、植被等因素的綜合影響下，造成火場情況十分復(fù)雜。救援人員準備不夠的情況下進入到火場，容易出現(xiàn)人員傷亡的情況，應(yīng)用無人機搭載高清攝像設(shè)備進行偵查，可以將火災(zāi)出現(xiàn)的區(qū)域、位置等具體信息及時傳輸?shù)缴植菰阑鹬笓]中心，工作人員可以對滅火方案做出科學(xué)分析和制定，進而提升滅火工作的效率，保證滅火隊伍人員的安全。在撲滅明火后，火場還會存在多種余火，為了避免余火復(fù)燃，那么就可以使用無人機來搭載紅外溫度測試儀偵查火場情況，將火場周圍的地表溫度分布情況傳輸?shù)街笓]中心中，也會給指揮部第一時間調(diào)整清理方案的依據(jù)，實現(xiàn)將火災(zāi)范圍內(nèi)復(fù)燃的可能性及時清除。

2.4 防火監(jiān)測的應(yīng)用

我國森林草原防火在目前的工作中面臨著諸多問題。因為我國的地域特征、氣候變化等諸多因素，導(dǎo)致森林火災(zāi)出現(xiàn)頻率不斷增加，特別是森林火災(zāi)同其他火災(zāi)相比較來說，具有著迅猛的特點，在進行滅火救援的難度系數(shù)比較高，會導(dǎo)致出現(xiàn)嚴重損失。長期以來，對森林草原防火工作，我國投入了一定的人力以及物力資源，但是也沒有達到較好的實施效果，在森林火災(zāi)預(yù)防中應(yīng)用日常巡檢以及監(jiān)控是最為重要的技術(shù)，僅僅依靠目前人力資源力量，比較難確?；馂?zāi)的安全撲滅。應(yīng)用森林草原防火監(jiān)測可以應(yīng)用無人機開展巡查工作，即便一些比較小的火苗以及復(fù)雜的環(huán)境，可以第一時間進行探測以及追蹤工作。無人機可以以紅外熱成像云臺，能避免受到光線、煙霧等因素的影響，對森林進行24小時的巡查監(jiān)控，第一時間對著火點進行探測，可以在智能識別系統(tǒng)的輔助下，實現(xiàn)對森林火情做好動態(tài)圖像的識別以及拍攝。目前此過程可以在固定地點做好全方位拍攝，幫助全面掌控現(xiàn)場火情情況，如此就可以比較詳盡記錄以及反饋到指揮中心中，通過方便指揮中心進行精準的判斷分析。如此可以通過智能化追蹤系統(tǒng)，也可以實現(xiàn)對追蹤目標尺度做擴大以及縮小等，因此具備著目標鎖定的功能，那么就會對重點影像加強處理和采集，推進加強智能化管理，可以應(yīng)用遙感技術(shù)來對火災(zāi)區(qū)的圖像來處理，促使消防人員全面掌握火情情況。

2.5 火災(zāi)后的調(diào)查以及評估

在森林火災(zāi)出現(xiàn)后對其進行調(diào)查評估工作，對森林草原防火有著十分重要的意義，無人機具備著較為高效的偵查能力、精準數(shù)據(jù)傳輸能力。將攝影、圖像識別以及測量等相關(guān)功能設(shè)備進行應(yīng)用，使用關(guān)鍵技術(shù)來處理后期數(shù)據(jù)，精準判斷森林火災(zāi)出現(xiàn)后的位置、植被類型、面積以及地形等因素，可以實現(xiàn)對森林火災(zāi)受災(zāi)程度進行精準反映，得到比較精準評估結(jié)果，確保其具備靈活、安全以及時效性等諸多優(yōu)勢。

2.6 提升無人機智能巡航能力

未來將實現(xiàn)無人機智能巡航的能力，無人機在天氣狀況允許的條件下，通過先進的機器視覺與輔助算法實現(xiàn)無人機自動執(zhí)飛，按照預(yù)先規(guī)劃好的固定路線自動飛行，進行目標區(qū)域的日常巡檢作業(yè)和信息采集，并能夠在復(fù)雜環(huán)境下完成厘米級自主返回、降落、補充電量等動作。實現(xiàn)遠程全自動化的靶向巡邏和空中視角的視頻監(jiān)控。