森林火災(zāi)應(yīng)急通信保障方案研究與設(shè)計(jì)

滕波 嚴(yán)恩澤 滕志奇

摘 要：森林火災(zāi)與城市火災(zāi)不同，其撲救方法也不完全相同。傳統(tǒng)森林火災(zāi)撲救方法無法應(yīng)對(duì)火災(zāi)環(huán)境惡劣、蔓延迅速快、點(diǎn)多線長(zhǎng)面廣的特點(diǎn)。針對(duì)該問題，結(jié)合城市消防救援隊(duì)伍職能任務(wù)與典型森林火災(zāi)案例，提出一種加強(qiáng)森林火災(zāi)撲救應(yīng)急通信保障能力的方法。通過構(gòu)建衛(wèi)星—無人機(jī)—地面的空天地一體化通信系統(tǒng)，保證話音、定位、圖像等通信業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性，并設(shè)計(jì)一種基于傾斜攝影與金字塔匹配技術(shù)構(gòu)建三維實(shí)景模型，提高后續(xù)滅火力量部署位置準(zhǔn)確性。該方案有效性在廣東佛山12·5山火消防救援撲救行動(dòng)中得到了驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急通信;空天地一體化;無人機(jī)自組網(wǎng);三維地圖;火災(zāi)識(shí)別

DOI：10. 11907/rjdk. 201846 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

中圖分類號(hào)：TP399文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7800（2020）008-0192-05

Abstract： Forest fire is different from urban fire， and its fighting methods are not completely the same. The traditional forest fire fighting methods cannot deal with the characteristics of bad environment， rapid spread， many points， long line and large scope. By analyzing some typical forest fire cases and considering the capacity of the urban fire rescue team， we propose a method which provides a guarantee of forest fire fighting and emergency communication. A space-air-ground integrated communication system called Satellite-UAV-Ground is designed， which helps ensure the real-time performance of voice， localization， image and other communication services. Moreover， a 3D real-scene model method based on oblique photography and spatial pyramid matching technology is designed to improve the accuracy of the following fire fighting forces position. The efficiency of the method is proved during the fire rescue in Foshan， Guangdong Province on December 5，2019.

Key Words： emergency communication; space-air-ground integrated communication system; UAV ad hoc network; 3D map; fire identification

0 引言

森林火災(zāi)與城市火災(zāi)不同，其撲救方法也不完全相同。森林火災(zāi)具有點(diǎn)多線長(zhǎng)面廣、蔓延迅速、撲救時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境惡劣、參戰(zhàn)力量多的特點(diǎn)。本文針對(duì)這些特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種森林火災(zāi)應(yīng)急通信系統(tǒng)，如圖1所示。

森林火災(zāi)屬于敞開式燃燒，往往火借風(fēng)勢(shì)，風(fēng)助火勢(shì)，火勢(shì)蔓延速度極快;同時(shí)需投入大量救火力量，還需長(zhǎng)時(shí)間的作戰(zhàn)指揮，因此對(duì)通信系統(tǒng)暢通性要求較高。衛(wèi)星通信系統(tǒng)、無人機(jī)自組網(wǎng)通信系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)已比較成熟，無人機(jī)自組網(wǎng)中無人機(jī)中繼通信的應(yīng)用也逐漸廣泛。文獻(xiàn)[1]提出衛(wèi)星通信在應(yīng)急通信系統(tǒng)中具有覆蓋區(qū)域大、可多址聯(lián)接、機(jī)動(dòng)靈活、不受地理?xiàng)l件限制、通信容量大、線路穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，并提出未來可依托天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)建立應(yīng)急通信平臺(tái);文獻(xiàn)[2]提出衛(wèi)星通信能夠彌補(bǔ)4G或5G移動(dòng)通信系統(tǒng)在通信范圍、通信可靠性等方面的缺點(diǎn)，而衛(wèi)星通信與5G的結(jié)合可以為用戶帶來更為穩(wěn)定的服務(wù)體驗(yàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)空、天、地、海等多維空間連通，將其融為一體;文獻(xiàn)[3]提到具有應(yīng)急起飛、可快速抵達(dá)服務(wù)海區(qū)特點(diǎn)的無人機(jī)應(yīng)急通信手段可滿足針對(duì)陸地或海洋偏遠(yuǎn)地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)接入及通信應(yīng)用需求;文獻(xiàn)[4]基于無人機(jī)中繼通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種水面清障機(jī)器船;文獻(xiàn)[5]針對(duì)單無人機(jī)中繼方式、無人機(jī)中繼系統(tǒng)的全雙工與半雙工模式以及多跳無人機(jī)中繼的混合雙工模式傳輸策略進(jìn)行了研究;文獻(xiàn)[6]提出將無線自組網(wǎng)與無人機(jī)在安全領(lǐng)域結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)協(xié)同、無線覆蓋與中繼、通信和控制距離延伸3類應(yīng)用場(chǎng)景;文獻(xiàn)[7]提出一種基于無中心的自組網(wǎng)的指揮調(diào)度通信系統(tǒng);文獻(xiàn)[8]總結(jié)了在應(yīng)急通信保障中對(duì)無線自組網(wǎng)的3種應(yīng)用：便攜式移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、安全監(jiān)控和預(yù)警的無線傳感網(wǎng)絡(luò)、無線自組網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)混合的通信網(wǎng)絡(luò);文獻(xiàn)[9]介紹了一種使用雙向業(yè)務(wù)分配并經(jīng)由中心站轉(zhuǎn)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)星狀網(wǎng)全網(wǎng)業(yè)務(wù)互通的方法;文獻(xiàn)[10]提出一種以衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)為核心，裝備自組網(wǎng)、無人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)、星狀通信網(wǎng)的應(yīng)急通信系統(tǒng)架構(gòu);文獻(xiàn)[11]提出無人機(jī)機(jī)載通信終端可以同時(shí)具備無人機(jī)集群自組網(wǎng)功能以及與地面站直接通信的功能。綜上所述，目前針對(duì)衛(wèi)星通信與5G融合、無人機(jī)應(yīng)用于應(yīng)急通信以及無人機(jī)中繼通信關(guān)鍵技術(shù)的研究已積累一定成果，但還沒有一種能夠面向森林火災(zāi)的可靠的應(yīng)急通信系統(tǒng)。

此外，森林火災(zāi)往往發(fā)生在山區(qū)，山高林密，坡陡谷深，雜草叢生，道路崎嶇，風(fēng)力大，氣溫低，視野差，環(huán)境相對(duì)惡劣。傳統(tǒng)森林火災(zāi)檢測(cè)技術(shù)包括衛(wèi)星遙感、紅外熱成像以及基于視頻或圖像的檢測(cè)技術(shù)。在衛(wèi)星遙感方面，光學(xué)載荷分辨率不斷提高，確保了遙感技術(shù)應(yīng)用到測(cè)繪地圖中高質(zhì)量的產(chǎn)出[12];紅外熱成像技術(shù)可以確保圖像不受光照等自然因素干擾，但容易忽略圖像細(xì)節(jié)紋理信息;基于視頻或圖像的火災(zāi)檢測(cè)則是當(dāng)下研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[13]提出一種基于火焰像素顏色規(guī)則的圖像處理方法，但在復(fù)雜條件下僅從顏色模型的角度考慮存在很多相似顏色的干擾;文獻(xiàn)[14]根據(jù)火焰的運(yùn)動(dòng)特性，采用前景累積法，提取出運(yùn)動(dòng)區(qū)域，但前景累積法時(shí)延較大，無法滿足森林火災(zāi)撲救緊迫性要求;文獻(xiàn)[15]利用光流法，根據(jù)火災(zāi)區(qū)域與非火災(zāi)區(qū)域流場(chǎng)大小方向的不同進(jìn)行區(qū)分;文獻(xiàn)[16]基于梯度運(yùn)動(dòng)法處理分析固定攝像機(jī)視頻火焰特征，但是在火焰燃燒時(shí)主體部分運(yùn)動(dòng)特性并無太大變化;文獻(xiàn)[17]通過紅外圖像的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，排除火焰中煙霧干擾;卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以在訓(xùn)練過程中綜合考慮顏色、幾何與紋理特征，因此文獻(xiàn)[18]使用微調(diào)的GoogLeNet網(wǎng)絡(luò)模型，檢測(cè)目標(biāo)是否為火焰;文獻(xiàn)[19]結(jié)合火焰顏色、輪廓以及視頻幀之間的運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)視頻火焰;文獻(xiàn)[20]利用光流法與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方式，判斷是否存在火焰、煙霧。但是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要采用的參數(shù)較多，計(jì)算量大，難以保證實(shí)時(shí)性，而且卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)靜態(tài)圖像的訓(xùn)練容易忽略幀間的相關(guān)性。

基于以上分析，為了更好地應(yīng)對(duì)突發(fā)的森林火災(zāi)，將現(xiàn)場(chǎng)火情及時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞給各級(jí)指揮人員和前線消防員，從而快速、準(zhǔn)確地作出決策，本文分為兩部分進(jìn)行探究。首先將衛(wèi)星通信系統(tǒng)、無人機(jī)自組網(wǎng)通信系統(tǒng)以無人機(jī)集群為核心，組合成為衛(wèi)星—無人機(jī)—地面的空天地一體化應(yīng)急通信系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)森林火災(zāi)中惡劣的信道環(huán)境并滿足其迫切的通信需求;然后將可見光圖像、紅外圖像以及衛(wèi)星遙感技術(shù)、地面監(jiān)測(cè)、無人機(jī)偵察方式相結(jié)合實(shí)時(shí)獲取火災(zāi)信息與火災(zāi)地理位置、溫度及細(xì)節(jié)紋理特征，保證獲取森林火災(zāi)信息實(shí)時(shí)性，避免單一方法忽略目標(biāo)屬性間相關(guān)性的問題。在白天可利用可見光圖像得到火焰特征，為火災(zāi)區(qū)域檢測(cè)提供依據(jù)。利用紅外熱成像技術(shù)，結(jié)合火焰燃燒溫度場(chǎng)特性，確定火災(zāi)區(qū)域，提高檢測(cè)準(zhǔn)確率。此外本文采用衛(wèi)星遙感技術(shù)精準(zhǔn)定位火災(zāi)區(qū)域經(jīng)緯度坐標(biāo)，并結(jié)合無人機(jī)偵察方式拍攝的二維正射影像圖和三維模型構(gòu)建森林火災(zāi)周邊地圖、標(biāo)定坐標(biāo)。

1 空天地一體化應(yīng)急通信系統(tǒng)

森林火災(zāi)大多發(fā)生在山區(qū)，地勢(shì)險(xiǎn)要，4G/5G信號(hào)差，衛(wèi)星通信設(shè)備對(duì)星困難，道路狹窄，多數(shù)路段車輛無法通行，大型通信車無法抵近火場(chǎng)保障，所以需綜合運(yùn)用無線電臺(tái)、單兵圖傳、衛(wèi)星電話、北斗有源終端等通信設(shè)備，保障話音、圖像、定位和短報(bào)文通信服務(wù)，保持與后方指揮部的不間斷通信。

1.1 基于多種通信設(shè)備的空天地一體化通信系統(tǒng)

在森林火災(zāi)通信系統(tǒng)中，第一位要求是保證通信系統(tǒng)暢通，所以首先通信前突小隊(duì)乘坐摩托車或越野車遂行，攜帶無線電臺(tái)、4G/5G單兵圖傳、北斗有源終端、衛(wèi)星電話等通信設(shè)備。同時(shí)調(diào)派“動(dòng)中通”衛(wèi)星通信越野車，并協(xié)調(diào)三大通信運(yùn)營商第一時(shí)間調(diào)派超級(jí)基站越野車或系留無人機(jī)基站趕赴現(xiàn)場(chǎng)，提供4G/5G信號(hào)和寬帶互聯(lián)網(wǎng)和指揮調(diào)度專線，保障話音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸需要。

應(yīng)急通信需要綜合利用手機(jī)、公網(wǎng)集群電臺(tái)、專網(wǎng)對(duì)講機(jī)、自組網(wǎng)電臺(tái)、衛(wèi)星電話、超輕型衛(wèi)星便攜站等通信設(shè)備，尤其是衛(wèi)星設(shè)備作為保底通信手段。在使用無線電臺(tái)時(shí)，要按照無線通信三級(jí)組網(wǎng)要求，劃分幾個(gè)指揮網(wǎng)和戰(zhàn)斗網(wǎng)，明確通信頻道和通話規(guī)則，利用背負(fù)、車載、飛行器載或高點(diǎn)中繼臺(tái)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域通信覆蓋，集中各方面、各火線參戰(zhàn)隊(duì)伍的通信人員，實(shí)施統(tǒng)一調(diào)度，對(duì)口下達(dá)滅火救援指令。使用衛(wèi)星電話時(shí)，要選擇合適位置架設(shè)，盡量使用全向天線，專人值守，定時(shí)報(bào)告。如果火場(chǎng)面積過大，可通過無人機(jī)掛載中繼臺(tái)與自組網(wǎng)設(shè)備，以無人機(jī)中繼的方式，實(shí)現(xiàn)地對(duì)空、空對(duì)空、空對(duì)地的通信互聯(lián)，保證滅火一線隊(duì)伍與指揮部的通信聯(lián)絡(luò);或者利用無人機(jī)掛載自組網(wǎng)與動(dòng)中通衛(wèi)星設(shè)備，建立地對(duì)空、空對(duì)天、天對(duì)地通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全天候、全地域通信，如圖2所示?，F(xiàn)場(chǎng)采集的視頻畫面通過無人機(jī)組網(wǎng)、4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)急車聯(lián)網(wǎng)或北斗衛(wèi)星專網(wǎng)回傳至各級(jí)指揮部，輔助前后方會(huì)商并研判應(yīng)急救災(zāi)方案和部署。

1.2 基于無人機(jī)自組網(wǎng)的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的應(yīng)急通信系統(tǒng)具有靈活機(jī)動(dòng)性能，采用隨時(shí)轉(zhuǎn)場(chǎng)、動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的形式。組網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以采用分層的混合組網(wǎng)，以地面前方指揮站和現(xiàn)場(chǎng)指揮部為無人機(jī)集群網(wǎng)絡(luò)中心站，無人機(jī)通信終端應(yīng)具備在無人機(jī)集群中自組網(wǎng)功能以及與地面前方指揮站和現(xiàn)場(chǎng)指揮部直接通信的功能;同時(shí)為滿足滅火行動(dòng)中不斷變化的通信需求，通過無人機(jī)與自組網(wǎng)等方式，接力通信、中繼轉(zhuǎn)信，延伸網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，確保指揮過程中通信暢通。由于續(xù)航問題及火災(zāi)災(zāi)情變化時(shí)，無人機(jī)集群數(shù)量必然隨之發(fā)生變化。分層混合組網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠快速減少、增加或更替無人機(jī)節(jié)點(diǎn)，迅速完成無人機(jī)集群通信網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。而各無人機(jī)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的路由表信息簡(jiǎn)化后大幅提高通信網(wǎng)絡(luò)可靠性。森林火災(zāi)中信道環(huán)境惡劣，無人機(jī)需采用MIMO技術(shù)（Multiple Input Multiple Output），通過構(gòu)成多個(gè)信道最大程度確保森林火災(zāi)中通信可靠性。如果現(xiàn)場(chǎng)受風(fēng)、雨、地形、地勢(shì)等影響，無人機(jī)無法起飛，可采取反向覆蓋的方式，在無人機(jī)通信覆蓋范圍內(nèi)選擇合適位置起飛，建立空對(duì)地遠(yuǎn)程通信覆蓋。其中，最可靠的做法是按照平戰(zhàn)結(jié)合的原則，事先在林區(qū)合適高點(diǎn)或利用廣播電視高山轉(zhuǎn)播塔架設(shè)固定中繼臺(tái)或自組網(wǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)林區(qū)通信覆蓋，戰(zhàn)時(shí)利用無人機(jī)高空中繼，補(bǔ)點(diǎn)入網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與指揮部的全域通信。

2 火災(zāi)信息獲取與地圖構(gòu)建

本文將地面監(jiān)測(cè)、無人機(jī)偵察、衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合，獲取火災(zāi)整體態(tài)勢(shì)、發(fā)展趨勢(shì)、范圍，以及火災(zāi)受氣象、地形等影響蔓延的方向、速度。采用傾斜攝影和金字塔匹配技術(shù)構(gòu)建三維地圖，獲取林區(qū)地形地貌、山勢(shì)走向、道路、水源、隔離帶分布，周邊重點(diǎn)目標(biāo)、重大危險(xiǎn)源等，并進(jìn)行滅火力量繪制。

2.1 基于二維圖像的火災(zāi)信息提取

圖像處理中用到的二維圖像主要是可見光圖像和紅外圖像。由于本文針對(duì)森林火災(zāi)區(qū)域提取圖像，需把握火災(zāi)整體態(tài)勢(shì)與發(fā)展趨勢(shì)。而單一的可見光圖像只能獲取火災(zāi)顏色、紋理、幾何輪廓等基本屬性，單一的紅外圖像只能獲取目標(biāo)表面溫度。如果僅采用其中某種方式，則會(huì)忽略各屬性間的相關(guān)性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案抗干擾能力差。所以本文采用可見光圖像與紅外熱成像相結(jié)合的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

本文采用3種偵察的方式相結(jié)合的方式獲取二維圖像，包括地面監(jiān)測(cè)、無人機(jī)偵察、衛(wèi)星遙感。同時(shí)為滿足森林火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)航拍需要，現(xiàn)場(chǎng)至少調(diào)派2架抗風(fēng)性能好、航行時(shí)間長(zhǎng)、飛行速度快的無人機(jī)，如六旋翼、八旋翼、固定翼、復(fù)合翼、油電混合無人機(jī)等，執(zhí)行視頻偵查任務(wù)。尤其是在道路受阻、車輛無法行進(jìn)的情況下，無人機(jī)可就地起飛前往偵查，搜尋道路，圖傳火場(chǎng)情況。

在利用單兵或車載圖傳、手機(jī)拍攝現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)視頻以及林區(qū)的監(jiān)控視頻得到連續(xù)幀的可見光圖像后，進(jìn)行火災(zāi)區(qū)域獲取。首先根據(jù)火焰像素點(diǎn)顏色劃分可見光RGB顏色空間區(qū)域，再利用火焰燃燒時(shí)在二維圖像中的幾何輪廓相對(duì)于背景變化頻率更快，框選火焰區(qū)域。此外本文利用紅外熱成像技術(shù)，通過紅外熱成像儀計(jì)算得到目標(biāo)溫度。二者結(jié)合可去除樹木遮擋和煙霧干擾，實(shí)現(xiàn)火情檢測(cè)。森林火災(zāi)區(qū)域提取方法設(shè)計(jì)如圖3所示。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的視頻圖像進(jìn)行處理后，通過4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星專網(wǎng)回傳至各級(jí)指揮部，輔助前后方會(huì)商并研判。大面積的火場(chǎng)情況通過共享氣象、航天等部門提供的衛(wèi)星遙感圖像，方便指揮人員了解火場(chǎng)位置、火災(zāi)范圍，以及火災(zāi)發(fā)展變化趨勢(shì)等信息。

為保證后續(xù)滅火力量的部署，本文采用串列翼無人機(jī)，其具有GNSS北斗、GPS、GLONASS+慣性導(dǎo)航等導(dǎo)航定位裝備，可利用GPS或北斗衛(wèi)星終端獲取精確的火災(zāi)區(qū)域經(jīng)緯度信息，并實(shí)現(xiàn)裝備授權(quán)、定位、控制指令等信息聯(lián)通。

2.2 基于二維正射影像圖與三維模型地圖構(gòu)建技術(shù)

傳統(tǒng)森林火災(zāi)滅火力量部署結(jié)合的是GIS地圖、軍事地圖、遙感地圖等，存在時(shí)效性、分辨率雙低的問題。本文將無人機(jī)航拍制作二維正射影像圖與三維模型相結(jié)合，根據(jù)二維正射影像圖及圖像縮放比例可得到火場(chǎng)長(zhǎng)度、寬度、面積，由此標(biāo)繪滅火力量。利用傾斜攝影的飛行平臺(tái)的五目相機(jī)，分別采集垂直攝影圖像和前后左右4個(gè)攝影圖像，制作三維模型，輔助指揮決策、部署滅火力量。如圖5所示，傾斜攝影可在無人機(jī)一步頻率下同時(shí)得到目標(biāo)區(qū)域多位攝影，為三維實(shí)景建模提供紋理信息和測(cè)量數(shù)據(jù)。

對(duì)傾斜攝影獲得的多視影像進(jìn)行聯(lián)合平差，具體采用金字塔匹配，在各級(jí)金字塔影像上進(jìn)行同名點(diǎn)匹配，建立對(duì)應(yīng)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)線的連接。然后對(duì)多視影像進(jìn)行密集匹配，將二維特征轉(zhuǎn)換為三維特征，并確定各個(gè)墻面，構(gòu)建三維模型。

本文采用串列翼混合動(dòng)力無人直升機(jī)，具備多種能力：①垂直起降、緊急避障、迫降或返航能力;②第一視角飛行控制能力，其攝像頭分辨率720P，最大續(xù)航時(shí)間可達(dá)3小時(shí);③寬帶無線電通信中繼能力，可組成無人機(jī)蜂群通信網(wǎng)絡(luò)，并且可集成無線寬帶通信和4G/5G通信系統(tǒng)，光電偵察、擴(kuò)音喊話、照明等裝置;④內(nèi)藏式傘降裝置，可保證飛機(jī)平臺(tái)及載荷設(shè)備安全，滿足森林撲救工作及滅火力量部署的需求。同時(shí)在撲救過程中需確保無人機(jī)拍攝在直升機(jī)灑水前進(jìn)行。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為測(cè)試在森林火災(zāi)中無人機(jī)飛行高度對(duì)語音、圖像的影響，2019年9月，在四川德陽山區(qū)展開測(cè)試，兩地直線距離為31.9km，中間有上千米的高山阻擋，當(dāng)兩地?zé)o人機(jī)升空500m時(shí)，兩地間語音圖像均無法連通;當(dāng)無人機(jī)升空至690m時(shí)，兩地間語音連通;當(dāng)無人機(jī)分別升至890m、 ? ?1 000m時(shí)，兩地間圖像連通。

2019年在佛山12·5森林火災(zāi)撲救作戰(zhàn)力量部署如圖6所示。該部署圖利用本文設(shè)計(jì)的方案，傾斜攝影構(gòu)建三維實(shí)景模型獲得。圖中描繪了廣東佛山森林火災(zāi)地區(qū)地形地貌、地勢(shì)坡度，并注明了火場(chǎng)范圍、面積，火線位置、長(zhǎng)度，風(fēng)向、風(fēng)力，天氣晴、雨情況，火頭、火尾，火勢(shì)蔓延方向。根據(jù)該圖部署了滅火力量、指揮部位置、水源位置及距離、重點(diǎn)目標(biāo)及重大風(fēng)險(xiǎn)源位置、距離及滅火力量部署等，明確作戰(zhàn)意圖和力量部署，為后續(xù)撲救工作的高效實(shí)施提供保障。

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的基于衛(wèi)星—無人機(jī)-地面的空天地一體化應(yīng)急通信保障方案能夠在最大程度上應(yīng)對(duì)森林火災(zāi)中各種惡劣的通信環(huán)境，確保話音、圖像、定位和短報(bào)文的通信服務(wù)質(zhì)量?；诜謱踊旌辖M網(wǎng)的無人機(jī)集群對(duì)地通信系統(tǒng)以地面站為中心確保了多個(gè)無人機(jī)獲取的災(zāi)情信息能夠快速匯聚到地面指揮部，使指揮員最大程度了解全局災(zāi)情、便于作出科學(xué)決策。無人機(jī)集群內(nèi)部采用無中心的網(wǎng)狀自組網(wǎng)，可快速完成無人機(jī)節(jié)點(diǎn)退出或增加，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，大幅提高了通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。系統(tǒng)結(jié)合多種偵察方式，可實(shí)時(shí)獲取災(zāi)情信息，較為準(zhǔn)確地判斷森林火災(zāi)態(tài)勢(shì)和火災(zāi)區(qū)域地理位置，并準(zhǔn)確掌握水源位置、距離，重點(diǎn)目標(biāo)及重大風(fēng)險(xiǎn)源位置、距離等情況，確保滅火力量部署、指揮部選址科學(xué)合理。

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