無人機系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用及展望

李華桔

[摘 要] 無人機系統(tǒng)結(jié)合遠(yuǎn)程遙控技術(shù)，可在森林防火中進(jìn)行探測、收集、撲救等相關(guān)工作。本文從空中巡航、火災(zāi)撲救及日常監(jiān)測等方面研究無人機系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用，并從資源整合、遠(yuǎn)程指揮、日常監(jiān)測等方面探究無人機系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞] 無人機系統(tǒng);森林防火;應(yīng)用前景

[中圖分類號] S762.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）11-66-2

隨著時代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷更新和進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)逐漸被應(yīng)用于日常生活的各個方面，如將無人機系統(tǒng)應(yīng)用于森林防火工作中。森林防火對于保護(hù)國家森林資源及維護(hù)人民的生命財產(chǎn)安全具有重要意義，相比傳統(tǒng)的預(yù)防及救援方式，無人機系統(tǒng)更安全、更科學(xué)，值得在森林防火中推廣使用。

1 無人機系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用

1.1 無人機系統(tǒng)在空中巡航中的應(yīng)用

無人機系統(tǒng)分為兩部分：飛行器主體和地面控制中心，可以通過全自動或半自動控制開展飛行、監(jiān)測、記錄等任務(wù)。無人機系統(tǒng)依賴于遠(yuǎn)程遙感、全球定位系統(tǒng)（GPS）、數(shù)字傳輸、無線通信等技術(shù)，從而將無人機飛行過程中收集到的地表信息數(shù)據(jù)、圖像影音資料快速準(zhǔn)確地傳送給地面控制中心[1]。無人機系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用，可以彌補人工監(jiān)測的漏洞，更為快捷、全面地獲得森林防火信息，更大程度地減少火災(zāi)發(fā)生概率。無人機系統(tǒng)上配有高分辨率攝像裝置、紅外線探測裝置等高科技設(shè)備，能采集到高清地表圖像，將采集到的圖像內(nèi)容進(jìn)行快速實時傳送，地面控制中心可以更好地了解森林資源動態(tài)。無人機系統(tǒng)的飛行、控制、收回操作十分簡單、方便，防火工作人員可以快速掌握并應(yīng)用在森林防火工作中。所以，無人機系統(tǒng)在空中巡航中的應(yīng)用，可以有效減輕森林防火人員的負(fù)擔(dān)，輔助工作人員快速準(zhǔn)確得到森林防火數(shù)據(jù)。

1.2 無人機系統(tǒng)在火災(zāi)撲救中的應(yīng)用

森林火災(zāi)通常是地表可燃物經(jīng)過暴曬、干燥或人為不慎點燃引起的，蔓延速度快，因為地表植被覆蓋廣，發(fā)現(xiàn)時火勢已經(jīng)發(fā)展成較大規(guī)模[2]。在火災(zāi)撲救過程中，從地面無法進(jìn)入火災(zāi)中心區(qū)域觀測火災(zāi)發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的載人飛機進(jìn)行空中指揮受到高度、風(fēng)向、火勢的多重影響，工作人員無法近距離觀測火災(zāi)狀況，并有一定的危險性。無人機系統(tǒng)在森林火災(zāi)撲救中的應(yīng)用可以有效解決上述問題，有效保障人身安全，而且可以通過實施傳輸?shù)膱D像清晰了解火災(zāi)受害區(qū)域的動向，通過科學(xué)分析預(yù)測火災(zāi)發(fā)展趨勢，做到及時撲救、有效預(yù)防。無人機系統(tǒng)地面指揮中心也可以更為高效地進(jìn)行救援工作的部署，針對實際情況科學(xué)規(guī)劃救援隊伍撲救及撤退路線，提升森林火災(zāi)救援工作的安全性。一些大型無人救援機也可在空中灑水配合滅火工作，真正做到安全、快捷、科學(xué)地?fù)渚然馂?zāi)。

1.3 無人機系統(tǒng)在日常監(jiān)測中的應(yīng)用

無人機系統(tǒng)在森林防火日常監(jiān)測工作中發(fā)揮著重要的應(yīng)用價值。通過地面控制中心對無人機的飛行軌跡進(jìn)行合理規(guī)劃，在特定的范圍內(nèi)可以進(jìn)行24 h不間斷監(jiān)測[3]。第一時間發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)，精確地向地面指揮中心報告起火點，使救援速度更為迅速、救火方案更有針對性，有效控制火勢范圍，最大限度地降低森林火災(zāi)帶來的環(huán)境破壞及人身安全威脅，避免更大范圍的火災(zāi)發(fā)生。在日常工作中需要工作人員對無人機設(shè)置飛行區(qū)域軌跡，全方位立體監(jiān)控森林變化情況。無人機系統(tǒng)在日常監(jiān)測過程中可以隨時將森林影像資料、數(shù)據(jù)分析傳送到地面控制中心，從而做到精準(zhǔn)監(jiān)測，排除火災(zāi)隱患，避免大規(guī)模森林火災(zāi)發(fā)生。

2 無人機系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用前景

2.1 資源整合

從無人機系統(tǒng)的應(yīng)用形勢來看，無人機系統(tǒng)有更為廣闊的發(fā)展空間。利用無人機系統(tǒng)實時獲得影像數(shù)據(jù)資料、掃描結(jié)果等，對森林資源利用情況、氣候等原因引發(fā)的火災(zāi)等都能做到有效的數(shù)據(jù)分析。升級引擎及系統(tǒng)，完善掃描系統(tǒng)、定位系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)傳輸更順暢，提高傳輸及數(shù)據(jù)分析能力，讓工作人員及時了解森林狀況，做到迅速防火，保護(hù)森林資源。

2.2 遠(yuǎn)程指揮

工作人員通過處理無人機系統(tǒng)傳輸資料，保留相關(guān)數(shù)據(jù)材料，進(jìn)行下一步指揮，可有效提高工作效率。在未來無人機系統(tǒng)升級設(shè)計和應(yīng)用中，工作人員應(yīng)結(jié)合無人機系統(tǒng)傳輸?shù)纳仲Y源特點，有針對性地進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃，保證無人機在各自的監(jiān)測范圍內(nèi)有效利用資源，上傳有效數(shù)據(jù)，盡量減少技術(shù)資源浪費。綜合森林的地貌環(huán)境特點與氣候變化特點確定無人機的應(yīng)用范圍，使其滿足森林防火的工作要求[4]。地面指揮中心通過對無人機系統(tǒng)的控制，調(diào)整應(yīng)對策略，提高無人機的應(yīng)用水平，更有效地協(xié)助森林防火工作。

2.3 日常監(jiān)測

目前，無人機系統(tǒng)在森林防火作業(yè)中的應(yīng)用仍存在一些問題。首先，在無人機執(zhí)行任務(wù)的過程中可能會出現(xiàn)故障，甚至導(dǎo)致發(fā)生墜機事故，從而致使監(jiān)測中斷。其次，無人機系統(tǒng)升降不穩(wěn)定，受氣候、火情影響較大，耐風(fēng)能力較差，同時難以長時間續(xù)航。最后，無人機執(zhí)行任務(wù)過程中，對于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集有待提高。在未來無人機系統(tǒng)的應(yīng)用中，應(yīng)提升無人機的升降飛行能力、續(xù)航及故障監(jiān)測能力、應(yīng)對惡劣氣候的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集功能[5]?？煞e極研發(fā)新型機身材料，減輕無人機自重，提升安全性能，整合目前監(jiān)測數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析整理能力，針對不同地區(qū)的森林防火工作制訂合理可行的監(jiān)控方案，充分發(fā)揮無人機系統(tǒng)在森林防火方面的應(yīng)用價值，降低森林火災(zāi)發(fā)生率。

3 結(jié)語

無人機系統(tǒng)在森林防火方面具有極高的應(yīng)用價值。利用無人機進(jìn)行空中巡航，可以準(zhǔn)確定位火災(zāi)位置，與地面指揮中心密切聯(lián)系，對工作人員的數(shù)據(jù)整合及遠(yuǎn)程指揮都極為有利。無人機系統(tǒng)在森林防火領(lǐng)域有良好的發(fā)展前景，應(yīng)積極更新與推廣，以便在森林防火作業(yè)中發(fā)揮更多的優(yōu)勢和作用。

參考文獻(xiàn)

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