无人机在林火监测中的运用研究

赵淑斌

摘 要：随着社会经济水平的不断提高，科学技术的广泛应用，给人们的生产生活带来的巨大的改变。人们对生态环境的保护意识逐渐增强，近些年，国家一直在鼓励生物造林，通过绿化环境来保护生态平衡，这也就使得森林产业得到快速的发展。但发展过程中仍不可避免地会出现一些问题，例如森林火灾给森林资源的开发与利用带来严峻的考验。本文从森林火灾的角度出发，探究无人机在森林火灾监测中的应用详情，以此推进森林防火工作中对科学技术的运用，减少森林火灾的发生。

关键词：无人机;林火监测;应用技术;森林产业;森林火灾

森林产业的持续健康发展，对生态环境有积极的影响，森林资源在改善生态环境的同时，给人们的生产生活也带来了许多的便利。因此，保护森林资源，就是在保护生态平衡，保护人类自己。近年来，随着科技水平的不断提高，无人机遥感技术已广泛应用于农业生产和森林防护工作当中，帮助人们解决了以往的巡护难题。通过实时巡护，对灾情进行有效的预警，这对森林防护工作，尤其是森林灭火工作具有重大的意义。

一、无人机技术应用于林火监测的概述

科学技术的发展给人类社会带来的影响是巨大的，在森林防护方面，无人机技术的应用，就极大地提高了森林预险的效率，一定程度上，使得森林险情得到有效的控制，对森林培育、森林资源的保护等工作提供了很大的帮助和技术上的支持[1]。

（一）无人机应用技术原理的展现

首先，无人机的运行系统是通过单元模块重组的方式设计的，一般只需要在地面安排人工控制即可，其他可由机器自主完成。再结合网络技术和电子信息技术的使用，可实现无人化巡查和智能预警等功能的应用。其次，预警装置的设置，飞控系统方面采用的是机载处理器的方式，以减少人为控制无人机的工作量;图像的采集与传输方面，采用智能传感技术，利用智能摄像头对图像进行采集，再由无线数据传输将采集的图像信息进行定位传送;在火焰探测方面，采用红外火焰探测技术，通过设备内置的微处理器与图像火焰的识别，增加探测的准确度，通过网络传输功能实现火灾预警。

（二）无人机在森林防护方面表现出的优势

随着电子信息技术、卫星技术的广泛应用，为监测森林火灾情况及森林资源统计等方面的工作提供了很大的技术支持，无人机GIS技术的使用则是进一步减小了无人化森林防治的难度。将遥感技术和无人驾驶技术以及通信技术有效地结合起来，实现森林防护的无人化管理。而且无人机差分定位技术还可以为森林病虫害及火灾提供数据支持，通过对森林现状的分析与比对，达到及早预防的效果。发生森林火险的区域，其扑救现场的环境较为复杂，周围的温度、风速及浓烟程度等都给灭火工作造成操作上的困难，而无人机的设计可以通过对周围环境的探测，自主控制飞行速度、飞行高度，很好的监控火势的发展及蔓延情况，可以在一定程度上满足日常灾情的侦查工作。

二、无人机技术在林火监测方面的具体应用

在了解无人机在林火监测方面的应用技术原理及技术优势之后，下面就具体的林火监测工作进行详细的阐述，以帮助人们更加清晰地了解无人机在林火监测方面的使用情况，进而能够更好地進行技术创新和改进，以推动森林产业的健康发展[2]。

（一）无人机对森林火灾的实时监测

无人机可以实现对林火的实时监测，无论是在火灾发生前还是发生时或者发生后。在火灾发生前，无人机通过对森林周边地形及环境的检测，可以及时将火灾隐患或者周围出现火情的信息上报给控制台，使操作人员能够在第一时间了解火灾险情，并立即启动应急防护措施，对火灾进行防控或者及时救援。在火灾发生时，由于真实的火灾现场，其环境比较复杂，人为很难了解到实际的险情严重程度，进而难以做出准确判断，采取有效救援，而无人机可以有效解决这一难题，能够及时发现险情发生地的生命位置，帮助工作人员进行准确救援。在火灾发生后，由于无人机可以在浓烟环境中进行工作，可以代替人工进入灾区，对灾区情况进行实时反馈，探测存在火险隐患的易燃物质，保障后续消防工作的顺利进行，有效防止火灾的二次发生。

（二）无人机在森林火险中的侦查工作

无人机可以对森林及其周边环境进行全方位的监控工作，体现其很强的侦查优势。森林火险的发生地一般在山林地带，其地势较为复杂，在火险发生时，可以通过设定无人机的作业高度，使其进入林区，进行全面的检测，再由摄像头将险情影像传送给工作人员，以便其实时了解险区的实际情况。还可以通过无人机探测到林区被困的工作人员及动物等，使搜救人员能够更准确地深入搜救位置，展开救援活动。还可以通过无人机的侦查分析能力，对火势的蔓延方向及速度等作出测算，以便消防人员更好的控制火情，保证救援人员的生命安全[3]。

（三）无人机在森林火灾险中的灾后调查工作

由于森林火灾的破坏性极强，在扑灭火灾后，给新的地质环境及周边路况的调查评估工作带来了极大的困难。这时，可以利用无人机的各方面优势为灾后调查工作提供帮助。例如，可以利用其侦查方面的优势，对受灾区域做全方位的巡查，对灾后林区的受损情况进行详细地记录与评估，协助调查人员顺利地完成灾后调查工作。且通过对火灾源头进行全面的探测，一找到火灾发生的真正原因，对今后森林火险的预防工作起到很好的辅助作用。

三、无人机在今后林火监测过程中的改进使用

虽然，无人机技术的应用给森林防火工作带来了许多的便利，解决了许多工作上的困难，但技术需要不断的革新，无人机技术也是如此，通过不断的创新发展，不断地改进，提升无人机技术性能的同时，使其能够更好地服务于人类社会。以下是针对目前的无人机技术提出的两点建议，希望能够对无人机技术的发展提供一定的帮助[4]。

（一）续航检测能力的提升

目前，用于森林防火工作中的无人机，其续航能力距离人们的理想状态还有一定的距离，所以，需要在今后的研发改进过程中，增强其续航能力，为森林火灾救援工作带来更大的帮助。同时在监测方面，也可以通过不断的优化无人机自身的检测系统，来实现对灾区及周边环境进行更好的、更高效的、更准确的检测，为林火救援工作提供更加可靠的数据保障，使消防救援工作能够更加快、准、稳的完成。

（二）增加灭火能力

现在的无人机技术水平还没有达到可以自行灭火的程度，使得森林防火工作在一定程度上达不到及时救援的目的。在未来发展的过程中，可以参考直升机的火灾救援，再加上无人机续航检测等能力的提升，能够配合搭载一定的灭火装置，或是灭火控制系统，为森林火灾的智能化灭火工作带来更加实际有效地帮助，更好的保障救援人员的生命安全，对新时期的火灾救援工作而言，将是一大壮举，希望在未来的几年内就能够实现这一目标，为森林产业的健康发展提供更大的助力[5]。

结束语：

综上所述，无人机在林火监测中的运用具有实际的防护意义，在一定程度上保护了森林资源的同时，也保障了森林产业的经济效益和社会效益。相关部门以及林区管理人员应该重视科学技术的应用，提高思维敏锐度，发掘更多可应用于林区管理、森林培育的科学技术，使之为林业的发展提供更多的帮助与支持，更好地保护生态环境的平衡与稳定，保证人们的生命财产安全。

参考文献：

[1]刘青，刘志国，刘守全，等. 基于改进YOLOv3的无人机林火监测系统设计与实现[J]. 消防科学与技术，2021，40（4）：557-561.

[2]潘池钦. 浅谈小型无人机林火监测现状与展望[J]. 林业建设，2017（6）：14-18.

[3]谭杨磊，王勇智，韩锐，等. 面向森林输电线路林火监测的无人机吊舱系统研制[J]. 山西建筑，2020，46（16）：194-196.

[4]高攀，周宇飞. 森林防火有了千里眼-广东森林防火研究中心创新无人机林火监测技术纪略[J]. 广东安全生产，2019（7）：34-35.

[5]曾剑生，李春干. 无人机遥感（UAV-RS）在高精度森林资源监测的应用分析[J]. 科学与信息化，2021（5）：10-11.