新技術手段在飛行觀察中的應用和展望

張文洋

【摘 要】飛行觀察是航空森林消防的關鍵環(huán)節(jié)，注重把先進的科技成果、設備應用到飛行觀察中，有助于推動飛行觀察工作登上新的臺階，進一步提高工作效率，保障飛行安全，更好地發(fā)揮出航空森林消防“發(fā)現(xiàn)早、行動快、滅在小”的空中優(yōu)勢。

【關鍵詞】飛行觀察；新技術手段；航空森林消防

1 新技術手段在飛行觀察中的應用

1.1 GPS運動手表

基于GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，自動獲取GPS信息和其他數據信息，具備導航、航跡記錄的功能，以及面積測量、坐標轉換等一些輔助功能。內置三軸電子羅盤，高度計、氣壓計和溫度計等，小巧易攜，功能強大，續(xù)航時間超長，可長時間輔助觀察員火場作業(yè)，其記載的數據可上傳至計算機或手機。

內置多種傳感器，支持距離、速度、配速、心率、步頻、秒表計時、單圈時間、單圈距離、單圈配速、平均速度、平均心率、心率區(qū)間、卡路里消耗等多項運動數據，全面記錄運動信息?？捎行Т龠M飛行觀察員體育鍛煉。

1.2 林火標繪儀

林火標繪系統(tǒng)能進行數字地圖調用、防火信息瀏覽、地形林相查詢、火點信息管理、火場態(tài)勢標繪、專題圖制作、三維立體顯示，地形圖、林相圖的無邊無逢拼接和漫游，飛行動態(tài)和航跡的管理。林火標繪儀器的使用保證了新觀察員火場觀察的準確性。

1.3 Google？Earth軟件

Google Earth是美國Google公司于2005年6月推出的全球地理信息系統(tǒng)搜索軟件。它是在其原有軟件產品Earthview的基礎上推出了三維影像與矢量地圖服務軟件，采用超高影像壓縮技術，能實時提供多種數據，將本地搜索和衛(wèi)星影像結合起來，可以讓用戶瀏覽全球范圍內任何一處地點的衛(wèi)星影像或地形的三維圖像；提供3D地圖定位技術，可以讓用戶在3D地圖上通過交互方式定點查看特定區(qū)域，進行不同視角的放大、縮小、漫游等地圖控制以及自動搜索路徑完成道路導航操作。

Google Earth提供的影像數據來自于航空影像和衛(wèi)星影像，是二者的整合，具有包括地形、海拔、經緯度等真實的地理信息。全球地貌影響數據的有效分辨率至少為100米，通常為30米（如中國大陸），視角海拔高度為15km左右。Google？Earth2013年更新的影像數據，其清晰度已完全能夠滿足航空護林的需要。

1.3.1 輔助火場指揮

觀察員將火場信息通過微信傳出，站調度室值班林調即可調用Google？Earth相應影像，火場周邊各要素一目了然，為撲火指揮員決策提供快速、直觀、全面的火場信息。

1.3.2 火場調查

火場調查中觀察員無須現(xiàn)場勾繪火場，采集火場必要數據后，多角度拍攝火場全景照片即可返航。落地后，調整Google？Earth相應影像的方位、視角與火場照片一致。根據需要，對照火場全景照片，在地形圖、林火標繪儀上或直接在Google？Earth上勾繪火場，計算面積。

1.3.3 訓練、考核觀察學員

通過Google？Earth，觀察教員無須每次都與被訓練、考核觀察學員同機，就可訓練、考核部分飛行觀察科目。

1.3.4 外援撲火

航期中，隨時關注各地較大林火。對可能外援的火場，利用Google？Earth提前熟悉火場地形，有關撲火地理要素，建立飛行控制地標。一旦外援，可以迅速進入情況，較好地執(zhí)行各項飛行任務。

1.3.5 更正和標繪地形圖

運用Google？Earth的高清衛(wèi)星圖片，對飛行地形圖和林火標繪儀底圖變化的地標地物（新建的公路、改道的河流，林場所等居民點）位置信息進行更正和標繪。

1.3.6 搜集轄區(qū)水庫資料

通過Google？Earth上搜索模塊和標尺模塊，掌握精確的水庫位置、測量水庫長度、寬度、估算水庫面積，獲取自由縮放的水庫圖片和水庫周邊地形、高程等信息。同時使用抓圖軟件和圖形處理軟件，編輯水庫名稱、水庫所屬市（縣）、水庫所在航線、水庫經緯度、水庫長度、寬度、面積、水庫圖片等，建立水庫資料庫。

1.4 林火微信群

利用4G通信平臺與地方森林防火部門領導和有關人員建立林火微信群，實時傳輸火場信息。飛行中觀察員用高像素智能手機對火場錄像、拍照后，實時將火場全貌、關鍵火線、林相、地理信息系統(tǒng)截圖等微視頻、音頻、圖片、文字信息發(fā)到林火微信群，有關森林防火部門領導和人員第一時間同時接收，縮短火情傳遞時間，火場信息形象、直接，信息量大而全，為領導指揮撲火提供及時、可靠的依據。

1.5 北斗衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)平臺

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)， 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經初步具備區(qū)域導航、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒?？娠@示飛機的機號，航向，高度，速度，飛行軌跡，并可做到實時監(jiān)控、也可以觀看歷史回放。當飛機報告改航，觀察員處置火場，飛機繞飛時，根據監(jiān)控圖像，值班林調就可預先進行圖上作業(yè)，并調用Google？Earth查看有關地理信息。

1.6 網絡天氣預報平臺

運用網絡天氣預報平臺，掌握巡護區(qū)內各地的天氣實況和趨勢。利用單站雷達、強對流天氣、風、氣溫、能見度、降水量、中國大陸區(qū)域水汽云圖、紅外云圖和天氣分析圖等資料，做好巡護區(qū)24至168小時天氣預報和本場天氣預報。利用單站雷達可以實時查看分別以佳木斯、伊春、加格達奇、牡丹江、哈爾濱、齊齊哈爾、建三江為中心150KM范圍內航路有無危險天氣系統(tǒng)，通過多幅動畫就可以判斷其運動及變化情況。對日常巡護，特別是外援撲火、場站間轉場的天氣影響作出科學判斷。

2 新技術展望

2.1 全息紅外相機

今年3月，英國每日郵報報道意大利科學家研發(fā)了一款根本性的全息紅外相機，可“看穿”火焰和煙霧。其工作原理是最新成像系統(tǒng)并沒有鏡頭，而是捕捉未被火焰和煙霧遮擋的未聚焦輻射。最新系統(tǒng)并未使用傳統(tǒng)鏡頭，而是使用數字全息攝影技術捕捉3D圖像。批量生產投放市場后，可用于有濃煙火場的偵查拍照。

2.2 化滅和灑水自動控制系統(tǒng)

開發(fā)集多種傳感器（風、溫度、火強度等），并采集可以影響噴灑效果的各種火場信息（林火類型，可燃物類型，山形，山勢，坡度、火場發(fā)展方向等等），進行綜合計算，實現(xiàn)指示安全飛行，自動控制噴灑，達到最佳滅火效果。

2.3 大型滅火飛機

中航工業(yè)集團在水轟五基礎上設計、研發(fā)的蛟龍-600型水陸兩棲飛機已進入總裝階段，蛟龍-600是一款單船身四發(fā)渦輪螺旋槳式飛機，具有水陸兩用、裝載量大、航程遠、升限適中、速度范圍廣、超低空飛行性能好等諸多特點，比較適用于森林滅火。

蛟龍-600最大起飛重量為49000千克，最大平飛速度560千米/小時，使用升限6000米，最大航程5150千米?？梢栽陉懮隙墮C場和長1500米、寬200米、深2.5米的水域起降，水面起降抗浪高度大于2.8米。可在飛行中降至水面滑行汲水，最大載水量為12000千克，一次汲水時間不大于20秒，投水高度（相對樹梢）30—50米，投水命中率大于98%。

以上各性能指標只是設計數據，需要試飛驗證。對起降、汲水的水域要求較高，2.5米水深內不可有雜物。另外修建水岸加油坡道費較大。

2.4 無人機

近年，無人機技術快速發(fā)展。隨著無人機技術上的突破和使用管理上的規(guī)范，假以時日，民用無人機達到或超過現(xiàn)有軍用無人機技術水平，或將有多種可滿足火場需要，易于操控，價格低廉的大型無人機供航空森林消防選擇，用于火場偵查和直接滅火。

[責任編輯：張濤]