無人機(jī)在森林草原防火中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

馮奎

[摘 要] 近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)。目前，森林草原防火問題日益突出，嚴(yán)重影響了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全及生態(tài)環(huán)境。本文概述現(xiàn)階段無人機(jī)在森林草原防火中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出若干應(yīng)用策略，并對無人機(jī)在森林草原防火中應(yīng)用的發(fā)展趨勢進(jìn)行展望，以供參考。

[關(guān)鍵詞] 無人機(jī);森林;防火

[中圖分類號] S762 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）21-69-2

伴隨社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國科學(xué)技術(shù)得到了喜人的進(jìn)步，無人機(jī)系統(tǒng)開始被應(yīng)用在各個行業(yè)?，F(xiàn)階段，無人機(jī)在森林草原防火中的應(yīng)用，仍存在諸多問題。因此，在無人機(jī)實(shí)際應(yīng)用過程中，相關(guān)部門應(yīng)將無人機(jī)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，以提升我國科學(xué)技術(shù)應(yīng)用水平。

1 無人機(jī)在森林草原防火工作中的應(yīng)用現(xiàn)狀

無人機(jī)最早被應(yīng)用在第一次世界大戰(zhàn)中，隨后各個國家意識到無人機(jī)的優(yōu)勢，開始重視無人機(jī)的開發(fā)研究，無人機(jī)逐漸在各行各業(yè)中得到有效應(yīng)用。伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展日益成熟，多數(shù)森林草原防火工作中開始逐漸應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)，其為人民的生命及財(cái)產(chǎn)安全提供了重要保障[1]。在森林草原防火工作中應(yīng)用無人機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)對我國森林、草原資源的有效保護(hù)，其滅火技術(shù)以及防火監(jiān)控等技術(shù)的不斷開發(fā)，為提升我國森林草原防火工作質(zhì)量及效率打下了良好基礎(chǔ)。利用無人機(jī)能夠更加及時有效地開展森林草原防火工作，降低因火災(zāi)造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。

2 無人機(jī)在森林草原防火工作中的實(shí)際應(yīng)用

無人機(jī)的運(yùn)行需要借助機(jī)載控制系統(tǒng)、地面處理系統(tǒng)以及飛行系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)合作，以支撐無人機(jī)的正常運(yùn)行。對其機(jī)載控制系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)分，可將其分為執(zhí)行器、攝像頭、控制器以及傳感器等組分。大多數(shù)情況下，無人機(jī)規(guī)模相對較小，不具備較強(qiáng)的承載力，因此，大部分機(jī)載控制系統(tǒng)應(yīng)具備質(zhì)量好、規(guī)格小及能效低等特點(diǎn)，以保障無人機(jī)能夠準(zhǔn)確收集火災(zāi)相關(guān)信息并傳遞到工作人員手中。地面處理系統(tǒng)可分為計(jì)算機(jī)、發(fā)射器、傳輸器以及處理器等構(gòu)件，通過傳輸器能夠?qū)o人機(jī)數(shù)據(jù)處理信息進(jìn)行采集，隨后借助處理器對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，將其傳輸至工作平臺。飛行系統(tǒng)可分為傳感器、集體、通信器、執(zhí)行器以及控制器，飛行系統(tǒng)的正常運(yùn)行可使無人機(jī)的工作得以保障[2]。

2.1 日常巡視

在實(shí)際森林草原防火工作中應(yīng)用無人機(jī)，應(yīng)當(dāng)遵循一定的原則，不能盲目進(jìn)行[3]。無人機(jī)在森林草原防火工作中的應(yīng)用，通常會結(jié)合人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷腉IS技術(shù)、無線通信技術(shù)、RS技術(shù)以及GPS技術(shù)等，從而保障在開展森林草原防火工作中準(zhǔn)確對無人機(jī)進(jìn)行定位，確保能夠在最短的時間內(nèi)獲取和收集森林或草原的實(shí)際情況，能以最快的速度將收集來的信息傳輸?shù)焦ぷ魅藛T的控制設(shè)備中。通過工作人員對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析與處理，可及時發(fā)現(xiàn)一些可能引發(fā)森林草原出現(xiàn)火災(zāi)情況的隱患，并將隱患及時清除，為森林及草原的安全性做出保障。相較于傳統(tǒng)人工定期巡查的方式，應(yīng)用無人機(jī)開展森林草原防火工作巡查，不僅能夠減少森林草原火災(zāi)巡查工作中工作人員的工作量，而且能夠提升巡查效果，大幅度降低森林草原火災(zāi)發(fā)生的概率。另外，無人機(jī)的應(yīng)用十分方便、靈活，每一個特定的防火工作區(qū)域內(nèi)只需要2名工作人員即可完成有關(guān)工作，可顯著提升森林草原日常巡查的質(zhì)量及效率。

2.2 火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測

無人機(jī)是當(dāng)下在各個行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)設(shè)備之一。無人機(jī)在遙感應(yīng)用方面有極大優(yōu)勢，其能夠更加簡單快捷地獲取數(shù)碼影像，進(jìn)行大比例尺測圖以及實(shí)施監(jiān)測災(zāi)情等多方面工作的優(yōu)化。相較于其他手段的火警預(yù)警檢測信息獲取而言，無人機(jī)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。無人機(jī)機(jī)身材質(zhì)主要采用碳纖維以及玻璃纖維等復(fù)合材料，在進(jìn)行實(shí)際的火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測過程中，如果出現(xiàn)無人機(jī)損壞的問題可隨時隨地進(jìn)行更換，不需要過多的維修成本。另外，無人機(jī)的機(jī)動性、靈活性較強(qiáng)，使用無人機(jī)開展火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測工作過程中不需要專門的跑道和場地，可靈活的在滑道、車載以及滑降等地進(jìn)行飛行，相關(guān)工作人員的操控十分便捷。無人機(jī)質(zhì)量輕體積小，運(yùn)輸方便，促使其能夠在特殊區(qū)域以及特殊情況下進(jìn)行特殊作業(yè)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人力工作的局限性，火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測工作的質(zhì)量和效率均得到了充分的保障。

2.3 火災(zāi)救援

林區(qū)通常會因?yàn)槁淙~堆積導(dǎo)致火災(zāi)等級及危險性得到提升，加之自然風(fēng)力作用，一旦發(fā)生森林火情會迅速朝著風(fēng)向區(qū)域蔓延，火勢規(guī)模以及范圍會快速擴(kuò)大[4]。工作人員在火災(zāi)發(fā)生的情況下，需要對火勢的蔓延方向以及發(fā)展情況進(jìn)行實(shí)時深入了解，人力難以在短時間內(nèi)有效完成將該項(xiàng)工作。應(yīng)用無人機(jī)開展森林草原火災(zāi)撲救的過程中，能夠站在宏觀的角度，將整個火災(zāi)發(fā)生的位置以及蔓延方向呈現(xiàn)給工作人員，保障工作人員有針對性地開展火災(zāi)撲救工作，使森林草原滅火的效率得到有效保障。

3 無人機(jī)在森林草原防火工作中的應(yīng)用趨勢

未來，無人機(jī)技術(shù)必將更加深入地應(yīng)用在各個行業(yè)中，其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。第一，未來無人機(jī)必將向著高效化方向發(fā)展，其主要是指無人機(jī)獲取數(shù)據(jù)信息、采集功能的高效化，以保障森林草原防火工作的質(zhì)量及效率得到提升。第二，未來無人機(jī)會向著精確化方向發(fā)展，無人機(jī)的精確化主要是指無人機(jī)指揮系統(tǒng)能夠科學(xué)地判斷和分析當(dāng)下局勢，最大限度地避免無用數(shù)據(jù)信息的傳輸，促使數(shù)據(jù)資源的利用率得到顯著提升。第三，無人機(jī)的統(tǒng)一化發(fā)展，所謂的統(tǒng)一化主要指無人機(jī)管理功能以及監(jiān)督功能的一體化，最大限度地保障無人機(jī)系統(tǒng)功能的全面整合，確保無人機(jī)的工作效果得以強(qiáng)化。未來幾十年內(nèi)，針對無人機(jī)的應(yīng)用研究，將會更加深入，將充分改觀現(xiàn)階段無人機(jī)應(yīng)用過程中精度不足、續(xù)航時間短、抗風(fēng)性能低、升降不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，保障無人機(jī)的應(yīng)用水平得到進(jìn)一步提升，進(jìn)而保障森林草原防火工作的質(zhì)量與效率。最后，未來無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域必將更加廣泛，如科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域以及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，無人機(jī)在這些領(lǐng)域的應(yīng)用必將充分提升我國綜合國力。

4 結(jié)語

在實(shí)際應(yīng)用無人機(jī)開展森林草原防火工作的過程中，相關(guān)部門應(yīng)積極對無人機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，充分參照森林草原防火工作的實(shí)際發(fā)展需求，對無人機(jī)相關(guān)功能進(jìn)行不斷創(chuàng)新，以保障無人機(jī)自身應(yīng)用水平得以提升，推進(jìn)森林草原防火工作順利開展。

參考文獻(xiàn)

[1]杜嘉星，孫義，向波，等.基于BIOMOD的黃河源區(qū)高原鼠兔潛在分布及其影響因子[J].草業(yè)科學(xué)，2019（4）：1074-1083.

[2]馮仲科，杜鵬志，閆宏偉，等.創(chuàng)建新一代森林資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)體系的實(shí)踐與探索[J].林業(yè)資源管理，2018（3）：5-14.

[3]劉富波，李巨濤，劉麗華，等.無人機(jī)平臺半航空瞬變電磁勘探系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2017（5）：354-361.

[4]紀(jì)景純，趙原，鄒曉娟，等.無人機(jī)遙感在農(nóng)田信息監(jiān)測中的應(yīng)用進(jìn)展[J].土壤學(xué)報(bào)，2019（4）：773-784.