森林防火中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用之研究

申晨

摘 要： 森林屬于陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，其是人們賴以生存的基礎(chǔ)資源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要內(nèi)容，也是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要屏障。因此，保護(hù)森林和預(yù)防森林火災(zāi)是非常關(guān)鍵的工作。最近幾年，隨著科技不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)憑借自身操作維護(hù)便捷性、低空監(jiān)測(cè)系統(tǒng)靈活性、使用成本較低的特點(diǎn)，在森林防火中得到了廣泛的應(yīng)用。下文針對(duì)森林防火中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，希望可以有效保護(hù)森林資源。

關(guān)鍵詞： 森林防火;無(wú)人機(jī);應(yīng)用研究

【中圖分類號(hào)】S762 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.045

森林火災(zāi)的破壞性較大，如果森林發(fā)生火災(zāi)，不僅會(huì)給人們勞動(dòng)成果來帶較大的損失，還會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不良影響。因此，預(yù)防森林火災(zāi)已經(jīng)成為了當(dāng)下急需解決的問題。最近幾年，隨著科技不斷發(fā)展，用來監(jiān)護(hù)森林的手段變得越來越多，從電子監(jiān)控、衛(wèi)星普查，到現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)。林區(qū)地理?xiàng)l件惡劣，氣候獨(dú)特，并且火災(zāi)具有突發(fā)性和難以預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，利用無(wú)人機(jī)可以有效解決很多森林防火問題。因此，在實(shí)際工作中，森林管理人員需要熟練掌握無(wú)人機(jī)使用方法，在日常巡查、實(shí)時(shí)偵查、火災(zāi)后期處理、災(zāi)后調(diào)查與評(píng)估中，科學(xué)合理的利用無(wú)人機(jī)，進(jìn)而有效保護(hù)森林資源，促進(jìn)我國(guó)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 森林防火中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用意義

在森林資源管理和利用工作中，森林資源安全性是非常重要的內(nèi)容，而森林火災(zāi)是影響森林安全的重要因素，因此需要注重森林防火工作。從現(xiàn)階段森林防火工作情況來看，無(wú)人機(jī)應(yīng)用較為廣泛，且在實(shí)際應(yīng)用中獲得了不錯(cuò)的效果[1]。首先，可以有效降低森林防火工作難度。在森林防火中，部分地區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，給防火工作帶來了較大的難度，而通過無(wú)人機(jī)，可以更好的進(jìn)入到地形復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行工作，對(duì)各方面信息進(jìn)行收集，進(jìn)而有效降低防火工作難度。其次，可以有效提升森林防火效率。森林火災(zāi)具有突發(fā)性特點(diǎn)，需要做到及早發(fā)現(xiàn)和及早處理，防止火災(zāi)進(jìn)一步蔓延。通過利用無(wú)人機(jī)，可以對(duì)森林內(nèi)部的各個(gè)角落進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患。并且，相關(guān)工作人員可以結(jié)合無(wú)人機(jī)收集到的信息數(shù)據(jù)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生，提升防火效果，有效保護(hù)森林資源。因此，在森林防火中，可以靈活利用無(wú)人機(jī)，加強(qiáng)防火工作力度。

2 森林防火中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

在森林防火中，無(wú)人機(jī)可以在惡劣的自然條件下，通過攜帶的紅外熱成像儀、GPS全球定位系統(tǒng)、高清透霧攝像儀、高清數(shù)字圖像處理和傳輸技術(shù)，在簡(jiǎn)單條件下，便可以執(zhí)行低空飛行任務(wù)，不管是白天還是晚上都可以及時(shí)獲取影像數(shù)據(jù)。

2.1 在森林日常巡查中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈活性的特點(diǎn)，在森林日常巡查中可以對(duì)較大范圍內(nèi)的林區(qū)動(dòng)態(tài)進(jìn)行快速獲取，和地面人工巡查相比，在監(jiān)測(cè)范圍、時(shí)效等方面無(wú)人機(jī)具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。在森林日常巡查中，無(wú)人機(jī)攜帶的空中處理模塊、地面處理模塊，可以組成一個(gè)火情監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)定的航線，實(shí)現(xiàn)空中巡查林區(qū)，對(duì)巡查過程中獲得的影像和數(shù)據(jù)，及時(shí)傳輸?shù)降孛嬷笓]中心[2]。并且，在日常巡查中，無(wú)人機(jī)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，及時(shí)報(bào)告火場(chǎng)位置，做到早發(fā)現(xiàn)和早預(yù)報(bào)以及早撲救火情，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)打早、打小、打了森林火災(zāi)的目標(biāo)，有效提升巡查護(hù)林效率和監(jiān)測(cè)管理質(zhì)量，緩解基層護(hù)林防火人員的工作壓力和負(fù)擔(dān)，減少地面巡查人員數(shù)量。

2.2 在森林火災(zāi)實(shí)時(shí)偵查中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

在發(fā)生森林火災(zāi)后，火場(chǎng)附近的環(huán)境會(huì)出現(xiàn)劇烈變化，特別是火場(chǎng)易燃物燃燒在上方會(huì)出現(xiàn)大量濃煙，致使能見度相對(duì)較低，并且火勢(shì)會(huì)受到氣象、植被、地形等多種因素影響，而出現(xiàn)瞬息萬(wàn)變[3]。在森林火災(zāi)中，地面火情觀測(cè)人員難以深入到火場(chǎng)中，即便是航空飛機(jī)可以在火場(chǎng)上空，觀測(cè)人員也嫩姨對(duì)地面火場(chǎng)情況進(jìn)行詳細(xì)觀察，且航空飛機(jī)也會(huì)存在安全風(fēng)險(xiǎn)。這時(shí)，可以利用無(wú)人機(jī)，其可以彌補(bǔ)航空飛機(jī)和地面火情觀測(cè)人員的不足，持續(xù)觀察已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)區(qū)域的空中火情勢(shì)態(tài)，通過傳輸數(shù)據(jù)，指揮部門可以快速進(jìn)行決策，進(jìn)而有效提升滅火效率，降低對(duì)森林資源的危害，保證撲火人員人身安全。

2.3 在森林火災(zāi)后期處理中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

在火災(zāi)撲滅后，為了可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和清理存在的隱蔽余火，避免余火復(fù)燃，需要勘察已經(jīng)消滅明火的區(qū)域。如果利用航空飛機(jī)，火情觀察員是很難利用肉眼觀察火場(chǎng)隱蔽余火情況的;如果過火面積較大，利用人工查找隱蔽余火，不僅需要使用大量的人員，效率較低，還無(wú)法保證人員人身安全[4]。這時(shí)，可以利用無(wú)人機(jī)，通過無(wú)人機(jī)配備的紅外探測(cè)設(shè)備，對(duì)火場(chǎng)區(qū)域地面溫度分布狀態(tài)進(jìn)行探測(cè)，并把探測(cè)所得數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回地面，指揮部可以結(jié)合數(shù)據(jù)及時(shí)對(duì)撲火隊(duì)伍進(jìn)行調(diào)整，及時(shí)清理存在的隱蔽余火。

2.4 在森林災(zāi)后調(diào)查和評(píng)估中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

在森林火災(zāi)災(zāi)后調(diào)查中，通過應(yīng)用無(wú)人機(jī)，可以有效減少野外工作量，有效提升工作精準(zhǔn)度和速度。通過無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)空中拍照，根據(jù)GPS系統(tǒng)、ArcGIS系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以對(duì)森林火災(zāi)過火的位置、面積、地形、植被進(jìn)行準(zhǔn)確判定，可以對(duì)森林火災(zāi)受災(zāi)程度進(jìn)行清晰的呈現(xiàn);并且還可以對(duì)火災(zāi)蔓延方向、火災(zāi)類型進(jìn)行分析，對(duì)火災(zāi)起因和起火點(diǎn)位置進(jìn)行初步判定，提供給森林火災(zāi)案件調(diào)查與評(píng)估幫助。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在新時(shí)代背景下，在森林防火中應(yīng)用無(wú)人機(jī)是非常重要的，不僅可以實(shí)現(xiàn)全面部署，且快捷安全，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，有效保護(hù)森林資源。但是，現(xiàn)階段，由于我國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)還不夠完善，缺乏操作人員，資金投入較少，林區(qū)點(diǎn)多面廣，加之受到植被、地形、氣象條件等因素影響，無(wú)人機(jī)應(yīng)用還存在一些問題，嚴(yán)重影響到了應(yīng)用效果。因此，在實(shí)際工作中，相關(guān)人員需要加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)的研究工作，結(jié)合森林防火特點(diǎn)，科學(xué)合理的利用無(wú)人機(jī)，充分發(fā)揮出無(wú)人機(jī)在森林防火中的作用，進(jìn)而有效保護(hù)我國(guó)森林資源，提升森林火災(zāi)檢測(cè)體系管理質(zhì)量，促進(jìn)林業(yè)經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 王健飛.森林防火中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展[J].山西農(nóng)經(jīng)，2020（16）：146-147.

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[3] 蔡仲杰，張巖，莊嚴(yán).無(wú)人機(jī)在森林防火中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2020（07）：120.

[4] 張帆.森林防火滅火中的無(wú)人機(jī)應(yīng)用研究[J].消防界（電子版），2020，6（08）：58-59.