新技术手段在飞行观察中的应用和展望

张文洋

【摘 要】飞行观察是航空森林消防的关键环节，注重把先进的科技成果、设备应用到飞行观察中，有助于推动飞行观察工作登上新的台阶，进一步提高工作效率，保障飞行安全，更好地发挥出航空森林消防“发现早、行动快、灭在小”的空中优势。

【关键词】飞行观察；新技术手段；航空森林消防

1 新技术手段在飞行观察中的应用

1.1 GPS运动手表

基于GPS卫星定位系统，自动获取GPS信息和其他数据信息，具备导航、航迹记录的功能，以及面积测量、坐标转换等一些辅助功能。内置三轴电子罗盘，高度计、气压计和温度计等，小巧易携，功能强大，续航时间超长，可长时间辅助观察员火场作业，其记载的数据可上传至计算机或手机。

内置多种传感器，支持距离、速度、配速、心率、步频、秒表计时、单圈时间、单圈距离、单圈配速、平均速度、平均心率、心率区间、卡路里消耗等多项运动数据，全面记录运动信息。可有效促进飞行观察员体育锻炼。

1.2 林火标绘仪

林火标绘系统能进行数字地图调用、防火信息浏览、地形林相查询、火点信息管理、火场态势标绘、专题图制作、三维立体显示，地形图、林相图的无边无逢拼接和漫游，飞行动态和航迹的管理。林火标绘仪器的使用保证了新观察员火场观察的准确性。

1.3 Google？Earth软件

Google Earth是美国Google公司于2005年6月推出的全球地理信息系统搜索软件。它是在其原有软件产品Earthview的基础上推出了三维影像与矢量地图服务软件，采用超高影像压缩技术，能实时提供多种数据，将本地搜索和卫星影像结合起来，可以让用户浏览全球范围内任何一处地点的卫星影像或地形的三维图像；提供3D地图定位技术，可以让用户在3D地图上通过交互方式定点查看特定区域，进行不同视角的放大、缩小、漫游等地图控制以及自动搜索路径完成道路導航操作。

Google Earth提供的影像数据来自于航空影像和卫星影像，是二者的整合，具有包括地形、海拔、经纬度等真实的地理信息。全球地貌影响数据的有效分辨率至少为100米，通常为30米（如中国大陆），视角海拔高度为15km左右。Google？Earth2013年更新的影像数据，其清晰度已完全能够满足航空护林的需要。

1.3.1 辅助火场指挥

观察员将火场信息通过微信传出，站调度室值班林调即可调用Google？Earth相应影像，火场周边各要素一目了然，为扑火指挥员决策提供快速、直观、全面的火场信息。

1.3.2 火场调查

火场调查中观察员无须现场勾绘火场，采集火场必要数据后，多角度拍摄火场全景照片即可返航。落地后，调整Google？Earth相应影像的方位、视角与火场照片一致。根据需要，对照火场全景照片，在地形图、林火标绘仪上或直接在Google？Earth上勾绘火场，计算面积。

1.3.3 训练、考核观察学员

通过Google？Earth，观察教员无须每次都与被训练、考核观察学员同机，就可训练、考核部分飞行观察科目。

1.3.4 外援扑火

航期中，随时关注各地较大林火。对可能外援的火场，利用Google？Earth提前熟悉火场地形，有关扑火地理要素，建立飞行控制地标。一旦外援，可以迅速进入情况，较好地执行各项飞行任务。

1.3.5 更正和标绘地形图

运用Google？Earth的高清卫星图片，对飞行地形图和林火标绘仪底图变化的地标地物（新建的公路、改道的河流，林场所等居民点）位置信息进行更正和标绘。

1.3.6 搜集辖区水库资料

通过Google？Earth上搜索模块和标尺模块，掌握精确的水库位置、测量水库长度、宽度、估算水库面积，获取自由缩放的水库图片和水库周边地形、高程等信息。同时使用抓图软件和图形处理软件，编辑水库名称、水库所属市（县）、水库所在航线、水库经纬度、水库长度、宽度、面积、水库图片等，建立水库资料库。

1.4 林火微信群

利用4G通信平台与地方森林防火部门领导和有关人员建立林火微信群，实时传输火场信息。飞行中观察员用高像素智能手机对火场录像、拍照后，实时将火场全貌、关键火线、林相、地理信息系统截图等微视频、音频、图片、文字信息发到林火微信群，有关森林防火部门领导和人员第一时间同时接收，缩短火情传递时间，火场信息形象、直接，信息量大而全，为领导指挥扑火提供及时、可靠的依据。

1.5 北斗卫星跟踪系统平台

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统， 北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。可显示飞机的机号，航向，高度，速度，飞行轨迹，并可做到实时监控、也可以观看历史回放。当飞机报告改航，观察员处置火场，飞机绕飞时，根据监控图像，值班林调就可预先进行图上作业，并调用Google？Earth查看有关地理信息。

1.6 网络天气预报平台

运用网络天气预报平台，掌握巡护区内各地的天气实况和趋势。利用单站雷达、强对流天气、风、气温、能见度、降水量、中国大陆区域水汽云图、红外云图和天气分析图等资料，做好巡护区24至168小时天气预报和本场天气预报。利用单站雷达可以实时查看分别以佳木斯、伊春、加格达奇、牡丹江、哈尔滨、齐齐哈尔、建三江为中心150KM范围内航路有无危险天气系统，通过多幅动画就可以判断其运动及变化情况。对日常巡护，特别是外援扑火、场站间转场的天气影响作出科学判断。

2 新技术展望

2.1 全息红外相机

今年3月，英国每日邮报报道意大利科学家研发了一款根本性的全息红外相机，可“看穿”火焰和烟雾。其工作原理是最新成像系统并没有镜头，而是捕捉未被火焰和烟雾遮挡的未聚焦辐射。最新系统并未使用传统镜头，而是使用数字全息摄影技术捕捉3D图像。批量生产投放市场后，可用于有浓烟火场的侦查拍照。

2.2 化灭和洒水自动控制系统

开发集多种传感器（风、温度、火强度等），并采集可以影响喷洒效果的各种火场信息（林火类型，可燃物类型，山形，山势，坡度、火场发展方向等等），进行综合计算，实现指示安全飞行，自动控制喷洒，达到最佳灭火效果。

2.3 大型灭火飞机

中航工业集团在水轰五基础上设计、研发的蛟龙-600型水陆两栖飞机已进入总装阶段，蛟龙-600是一款单船身四发涡轮螺旋桨式飞机，具有水陆两用、装载量大、航程远、升限适中、速度范围广、超低空飞行性能好等诸多特点，比较适用于森林灭火。

蛟龙-600最大起飞重量为49000千克，最大平飞速度560千米/小时，使用升限6000米，最大航程5150千米。可以在陆上二级机场和长1500米、宽200米、深2.5米的水域起降，水面起降抗浪高度大于2.8米。可在飞行中降至水面滑行汲水，最大载水量为12000千克，一次汲水时间不大于20秒，投水高度（相对树梢）30—50米，投水命中率大于98%。

以上各性能指标只是设计数据，需要试飞验证。对起降、汲水的水域要求较高，2.5米水深内不可有杂物。另外修建水岸加油坡道费较大。

2.4 无人机

近年，无人机技术快速发展。随着无人机技术上的突破和使用管理上的规范，假以时日，民用无人机达到或超过现有军用无人机技术水平，或将有多种可满足火场需要，易于操控，价格低廉的大型无人机供航空森林消防选择，用于火场侦查和直接灭火。

[责任编辑：张涛]