無人機在森林防火中的應(yīng)用及潛力分析

李長宇

摘 要：根據(jù)我國的森林分布特點，無人機在森林防火中具有一定優(yōu)勢，我國對于森林防火應(yīng)用無人機起步較晚，雖然發(fā)展速度很快，但目前與發(fā)達國家還存在一定差距。本文將對無人機在森林防火中的應(yīng)用及發(fā)展進行分析。

關(guān)鍵詞：無人機；森林防火；潛力分析

中圖分類號：S762.6 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180432167

森林做為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是人類賴以生存的基礎(chǔ)資源，不僅是國民經(jīng)濟建設(shè)的重要組成部分，而且是保護生態(tài)環(huán)境的重要屏障。森林火災(zāi)會給森林資源帶來毀滅性的后果，對國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全造成巨大威脅，所以說，森林防火在我國生態(tài)文明建設(shè)及社會可持續(xù)發(fā)展中具有重要作用，而無人機在森林防火方面具有獨特的優(yōu)勢。

1 無人機在森林防火中的應(yīng)用

無人機在森林防火中的應(yīng)用是以森林日常巡查、火災(zāi)實時偵查與后期處理、災(zāi)后調(diào)查與評估為主。其最大的優(yōu)勢就是可以在惡劣的自然條件下利用攜帶的紅外熱成像儀、高清透霧攝像儀、GPS全球的定位系統(tǒng)、高清數(shù)字圖像處理與傳輸技術(shù)，在簡單條件下即可執(zhí)行低空飛行任務(wù)，無論晝夜都能及時獲取影像數(shù)據(jù)。

1.1 森林日常巡查

由于無人機具有機動靈活性，所以能快速獲取較大范圍的林區(qū)動態(tài)，相對于地面人工巡查，無人機在監(jiān)測的范圍和時效方面具有獨特優(yōu)勢。無人機攜帶的空中處理模塊與地面處理模塊組成火情監(jiān)控系統(tǒng)，能夠按照預(yù)定航線對林區(qū)進行空中巡查，及時將巡查過程中所獲取的影像與數(shù)據(jù)傳輸給地面指揮中心。無人機在巡查中能及時發(fā)現(xiàn)火情、報告火場位置，做到對火情早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報、早撲救，從而實現(xiàn)森林火災(zāi)“打早、打小、打了”的目標，可以極大提高監(jiān)測和管理水平和巡查護林的效率，減少地面巡查人員數(shù)量，減輕基層護林防火人員的負擔。

1.2 火災(zāi)實時偵查與后期處理

1.2.1 火災(zāi)實時偵查

當森林火災(zāi)發(fā)生以后，火場周圍的環(huán)境發(fā)生劇烈變化，尤其是火場易燃物燃燒在上方產(chǎn)生大量濃煙，導(dǎo)致能見度極低，火勢由于受地形、植被、氣象等因素的影響瞬息萬變。地面火情觀測人員無法深入火場，即使航空飛機能達到火場上空，觀察員也無法詳細觀察到地面火場情況，且航空飛機自身也存在著較大的安全風險。此時無人機就能克服地面火情觀測人員及航空飛機的不足，對已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域進行空中火情勢態(tài)的持續(xù)觀察，利用其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)指揮部門可以迅速決策，從而提高滅火效率，減輕森林資源危害程度，確保撲火隊伍人員安全。

1.2.2 火災(zāi)后期處理

火災(zāi)撲滅后，為及時發(fā)現(xiàn)并清理存在的各種隱蔽余火、有效防止余火復(fù)燃，對已消滅明火的的區(qū)域進行勘查，依靠航空飛機火情觀察員的肉眼無法觀察到火場隱蔽余火的情況。在過火面積較大時，采用人工查找隱蔽余火的方式要使用大量人員，不僅效率低還不利于人員安全。根據(jù)無人機配備的紅外探測設(shè)備將火場區(qū)域地面溫度分布狀態(tài)實時傳回地面，指揮部及時調(diào)整撲火隊伍對存在的隱蔽余火進行清理。

1.3 災(zāi)后的調(diào)查與評估

森林火災(zāi)災(zāi)后調(diào)查中，應(yīng)用無人機能夠有效地減少野外工作量，從而提高工作速度與精準度。利用無人機進行空中拍照，結(jié)合ArcGIS與GPS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，就能準確地判定森林火災(zāi)過火的位置、地形、面積及植被，清楚地表達出森林火災(zāi)受災(zāi)的程度等，還可分析火災(zāi)的類型、火勢蔓延方向、初步判定火災(zāi)的起因及起火點的位置，為森林火災(zāi)案件的調(diào)查和森林火災(zāi)評估提供幫助。

2 無人機的發(fā)展和局限性

2.1 無人機的發(fā)展

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的需求增加和無人機技術(shù)的突飛猛進，使其在民用及商用領(lǐng)域的運用逐漸顯露了出來。即便民用無人機的優(yōu)勢明顯，但是安全方面的問題仍需解決，畢竟是無人機，沒有人駕駛，當故障發(fā)生的時候，飛機自身不可以瞬時調(diào)整與故障的排除，從而使無人機很容易摔機，因此安全性較差，事故發(fā)生率較高；無人機作為一種新型的飛行管制對象，給空中的交通正常運行與管理帶來了新的挑戰(zhàn)，而且還存在無人機動力技術(shù)以及提高無人機搭載的能力等方面的問題。

2.2 無人機在森林防火中的局限性

在我國無人機技術(shù)還不夠完善、操作人員相對匱乏，資金投入量小，林區(qū)點多面廣，全面發(fā)展無人機還需大量的資金支持。加之在林區(qū)因地形、植被、氣象條件引起的無人機抗風性能不夠穩(wěn)定，無人機續(xù)航的時間不長，在森林防火當中，根據(jù)監(jiān)測到的圖像對數(shù)據(jù)進行分析處理，精度也會受到一定的影響。

3 結(jié)語

隨著我國的無人機技術(shù)不斷開發(fā)日趨成熟，使無人機在森林巡護監(jiān)測、林業(yè)調(diào)查和等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，一定會成為森林巡護、森林火災(zāi)撲救與遏制森林火災(zāi)發(fā)生的有力監(jiān)測技術(shù)手段之一。同時隨著無人機系統(tǒng)在森林防火領(lǐng)域的應(yīng)用不斷深入，將在很大程度上提升森林火災(zāi)監(jiān)測體系的管理水平，從而保護我國的森林資源，促進林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，為生態(tài)文明建設(shè)及社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

[1]李洪雙，江西軍.衛(wèi)星林火監(jiān)測在東北林區(qū)森林防火中的應(yīng)用[J].森林防火，2010（1）.