无人机在森林防火中的应用研究

摘要：目前，无人机在森林火灾防治中发挥着重要的作用。伴随着可持续战略的提出，我们要更加重视森林防火安全，考虑到气候和地理、一些山火的时常发生等，是火灾应对和预防比较困难的因素，无人机的出现和应用可有效解决这问题。

关键词：无人机；森林防火；应用

当今社会是一个信息快速发展的新时代，无人机的研究、开发和应用在世界各国都越来越重要。森林火灾保护方面，中国的无人机系统还处于早期阶段，尚未成为成熟的态势，在改造技术、弱风阻力和监测图像的准确性方面仍存在一些技术问题。因此，应促进民间无人机应用的集成开发，推动其继续发展，特别是在防护火灾和保护山林中的应用。

利用无人机与视频设备作为平台，可以更具成本效益地完成森林防火保护的部分功能，特别是在状况易发生监测领域，这是一种新的、长期的技术设备，可以起到早期探测火灾和保护森林的作用。因此，各个监控站的操作流程在实施操作后会根据森林情况发生变化。首先，飞行周期、路线和每一次巡航的飞行时间取决于当地条件和运营要求。领空的使用申请在整个监视季节必须由高级的航空导航部门进行标准化。其次，空域得到批准后，各站在起飞前必须经航空交通管制部门确认才能起飞。如果在森林区域发现可疑的异常或目标，控制无人机就会进入，监视飞行器会在地面上检查火势情况，确认火灾后，立即报告火灾，提供相关线索，这能够监视事态的发展，可根据现场的火情，进行控制。

民用无人机的研究领域目前已经在国内外开展，其在资源监测、環境评价、空气测绘、精确农业、气象监测和时变等领域都取得了进展。一些地方也开展了森林火灾防护的工作，例如为无人机开发空中红外灾害评估系统，可以用一种无人驾驶的飞行器来监测森林火灾。不仅会大幅减少运营费用，还会在一些新领域保护我们的森林安全，成为监控森林火灾的有效工具。

2.1 国际常用的森林防火技术

国际上对山火应用自动警报系统、数字技术测定，数据平均化，依据拍摄照片迅速识别山火。但最初识别火灾还是需要依靠一些尖端的技术以及卫星定位来完成，通过飞行器的巡逻监视和情况通报来进行24小时森林火灾防护数据的反馈，在后台可以通过反馈得到的数据来做出相应的判断，传输特定的数据，为火情和消防人员提供及时的处理方案。

2.2 国内森林防火和无人机技术的使用

大型山林及主要山火防护的地区是最广泛适用卫星遥感技术的，但在现场位置固定及高分辨率的卫星运行技术已经非常普遍，在速度和运行效率方面，我们要根据实际的情况，让无人机对地面进行检查，这是预防山火最重要的措施之一。但是我们的森林资源比较丰富，特别是在一些没有经过探索的领域，我们仍然需要加强技术运用，努力克服无人机应用缺点，把山火发生的可能性降到最小。

3.1 管理制度缺失

无人机应用领域是一个比较特定的领域，因为无人机的运行需要专业的人才来操作。我们在当前的森林防火过程中，还没有采用系统的管理制度来约束无人机使用，这种现象的存在会导致在无人机工作的过程中，出现一些问题，由于缺乏严格的管理，相关的工作人员没有引起思想上的重视，就会放松警惕，导致对山火情况不能做出及时的预测，造成森林火灾的蔓延，给我们带来一些损失。

3.2 行业融合和技术有限

虽然目前无人机技术是飞速发展的，但是其与传统行业的融合仍存在不足，在专业应用方面无人机还处于初级阶段。同时，无人机的研究领域是比较先进的，我们国家的一些科学技术还没有达到比较高的水平，这就会在后期的无人机应用阶段出现技术困难。

3.3 无人机应用耗费比较大

森林防火是一个比较重要的、系统的工程，做好此项工作对于我们的国家和社会来说是非常重要的，因为森林能够释放出大量的氧气，还能吸收空气中的二氧化碳，我们每个人都有保护森林的责任。无人机的应用可以有效解决森林火灾预防的问题，但是无人机在应用方面耗费比较大，它的维修和使用都会耗费大量的人力、物力和财力，所以，我们也要意识到无人机在发挥作用的同时，也会带来资金耗费的问题。

通过无人机应用，我们可以在效率和数据方面对森林火灾防护作出及时、科学的预测，同时对无人机的功能及系统一些基本操作有所了解。未来在无人机技术使用时，所有数据资源会及时有效的处理，尤其是大部分的数据可能会加快森林火灾预防的工作进程。

5.1 全天候进行监测

预防山火的无人机在现场收集的遥感数据的轨迹和在现场收集的遥感数据的传输及可疑无人机巡查信息的传输，都可以为有关消防部门提供科学有效的信息。这就会大幅减少森林火灾预防工作的难度，通过无人机的应用进行森林火灾预防数据的整体感知，以及能够在发生火灾时最快速度的控制火情。

5.2 对火场情况及时传达

目前无人航空器遥感及性能的技术是比较先进的，无人机可以追踪观察，特别是面对严重的火灾时，可以快速到达指定地点，指挥部署人力和装备，火灾现场的过程也可以被无人机记录，为消防工作的效率提高提供安全，保障消防对森林火灾的预防。无人机可捕捉火灾部位整体图像、风向及火灾火势，使消防人员了解火灾程度及火灾传播趋势及方向。

5.3 构建远距离空中通信

森林是比较复杂的地理环境，并且很多森林都与外部世界没有很好地通信条件及联系，这就会导致一些无线电设备无法正常使用，特别是在遇到恶劣的天气时，不能有效对森林火灾作出预测。而无人机技术的应用可以对森林的情况进行整体感知，建立森林与周围信息传递的桥梁，这使得火灾现场的应急服务可以通过信息终端交换动态信息，以便快速传递火灾现场信息并制定规划与方案。

5.4 结合当地森林特点进行无人机系统的应用

无人机应用中，所有无人机运营体制都可以在执行森林火灾保护任务时，让其更好地为山火走向和火势做出预测，为保护工作的各个阶段提供帮助。应用无人机不但能避免森林资源的浪费，还可以使得防火工作的效率有效提高。在应用遥感技术时，了解和掌握地理环境的各个方面是至关重要的，无人机可以确保任务的顺利执行，并考虑当地气候的特性，保护森林不受火灾影响，进一步提高森林管理的质量。

5.5 提高无人机的耐高温性能

在山火预防工作中，无人机经常工作在最热的地区，因为热的原因会造成无人机损坏的事故，不仅会给无人机带来危害，还会妨碍其侦察任务的执行。当火灾发生时，烟雾会对无人机成像造成很大影响，而仅仅基于红外热诊断的结果往往不能充分反映火灾的现实情况。现在的首要任务是使无人机的装备现代化，改善包括外包材料在内的耐热性，不仅要确保无人机的飞行不被高温破坏，还要确保高质量的成像，使无人机的工作人员能够获得良好的判断结果。

森林防火工作是我国森林保护工作的重点，但该工作的效率和质量都存在一定的问题，有时森林火灾的发生是由于预防工作未能及时进行而造成的。所以我们要想无人机更好地在保护森林、防治森林火灾中发挥作用，就要找出技术应用的差距，弥补现阶段无人机应用存在的不足，使无人机更好地发挥森林保护和防控森林火灾的作用。

作者简介：吴松（1974-），男，本科，林业副高级工程师。研究方向：林业生产技术管理、森林资源管护。