试析无人机系统在森林防火方面的应用及其发展

赵干军

（宁明县百合林场，广西 崇左 532500）

随着我国社会经济的逐渐进步和发展，科学技术也有了非常重大的科学突破，特别是无人机系统的整体开发和利用。在现阶段具体的发展中，部分企业单位把无人机系统逐渐应用在森林防火方面，能够明显影响后续工作。所以，在具体发展中应该积极实现无人机系统的整体优势，逐渐提高无人机系统在我国森林防火工作方面的整体应用，来更好地提升科学技术的水平，从而推动我国现阶段社会主义的现代化目标建设变得更加科学化以及合理化。

1.无人机系统的简介和工作原理

无人机就是无人驾驶的飞机，通过无线电的遥控设备和自控程序来进行操作的一种无人飞机，目前被多个行业及领域广泛应用，包括航拍、传染病监控以及电力巡检等方面。和载人飞机比，无人机的整体体积更小且成本较低，安全性也相对更强。无人机系统是由无人机和相关配套设施共同组成的，包括运输储存装置、通信设备以及维护设备等多个设备，可以保证无人机能够正常使用，有效保证功能的正常发挥。

无人机系统的整体运行是靠包括飞行、地面处理和机载控制的一系列系统彼此协调合作一起实现无人机的相关操作的。飞行系统能够再次分成控制器、通信器以及传感器等相关构件,最主要的作用就是保证无人机可以一直处于运行状态；地面处理系统由处理器、发射器和计算机等相关构件组成, 可以根据传输器把无人机的相关数据信息予以获取, 通过处理器以及计算机系统把数据信息予以处理, 然后传输到工作平台里；机载控制系统则包括了传感器、CCD摄像头以及执行器等相关结构,因为无人机的整体规模较小,承载能力较弱, 所以机载控制系统就应该有耗能低以及质量小等最基本特征,发挥的作用主要是对森林火灾的相关图像进行收集，然后把数据信息传输到地面上的相关工作平台。通过三个系统的彼此相互协调,让无人机系统在我国森林防火工作上有了很高的应用价值。

2.无人机系统在森林防火方面和技术方面的现状

无人机最早出现是在第一次世界大战中，从该技术诞生以后，多个国家都在逐渐效仿。而且随着无人机的不断发展，相关系统也有了明显的进步和完善，让该技术被广泛应用在森林防火的整体监控以及救灾的工作里面，能够有效保护相关的森林资源和大众的生命安全财产。我国的森林资源是多种资源里面非常重要的一种资源，但是森林资源因为季风性气候的相关影响，夏季高温干燥的天气就很容易发生火灾，所以我国目前对森林资源的整体保护就比较依赖无人机系统的相关应用。所以，我国对于无人机系统的具体应用也有比较高的重视。除此之外，对于森林资源的具体保护，很多方面的灭火技术彼此结合使用的手段也成为系统开展防火监控的主要代表。所以，森林资源相关部门对无人机系统进行使用时，很多无人机的处理技术就会受到灭火速度的影响。因为美国制造无人机系统的时间比较早，在该技术的具体开发和应用上的技术都比较完备，所以，目前美国的整体无人机技术影响较大。

2013年我国在大兴安岭林区内使用无人机开展森林防火的相关巡查, 是我国第一次利用无人机的技术来进行森林防火的巡查工作, 在这架无人机里面配有了比较专业的相关智能监控的系统,既能够实时地和林区工作人员进行数据信息的传输, 还能对林区内的所有位置予以快速的定位,从而有效地提高了大兴安岭林区里面的整体森林防火的强度。在这之后，武汉一家科技公司也把无人机技术和GPS、数据处理以及传输技术等多方面的专业技术一起结合, 一起创造出了整体智能性比较强的相关无人机来开展森林防火等主要工作, 可以明显提高我国森林防火的整体安全系数, 被广泛认可和关注。美国航天局在2006年曾使用无人机在模拟的相关森林火灾的上空开展巡航,利用红外扫描的仪器对模拟的森林火灾的具体位置范围开展扫描与评估,快速找出主要的火灾点,把相关的数据信息及时的传输到林区工作人员的相关工作台里,帮助工作人员尽快处理火灾方面的工作提供特别重要的整体理论依据。客观来说, 现阶段国外部分发达国家相关无人机的技术逐渐到了比较完善的发展阶段, 所以应用也比较广泛,但是我国目前的无人机技术还在发展的最初期阶段, 即使在具体应用里面也有了比较大的效果, 依然有能见度较低、 通信不通畅以及检测体系不够完善等多种不足之处,所以应用让相关工作人员进一步地进行完善。

3.无人机系统在森林防火方面的应用

3.1 空中巡航

无人机系统可以分作两个部分，飞行器是主体以及地面控制的中心，能够利用全自动或者是半自动的控制来进行飞行、监测以及记录等多项任务。无人机系统主要通过远程遥感、GPS系统、数字传输以及无线通信等相关技术把飞行中收集到的相关地表信息的数据以及图像影音的资料更加快速准确地对地面控制的中心进行传送。无人机在我国森林防火工作中的具体应用，能够弥补我国现阶段人工监测的某些漏洞，还能更为迅速全面地获取森林防火的整体信息，从而最大限度地降低火灾出现的概率。除此之外，无人机系统里面还配有高分辨率的相关摄像以及红外线探测的装置等多种高科技的设备，可以采集到更加高清的地表图像，并把相关图像内容快速传送到地面的控制中心，使其能够更全面的掌握森林资源的动态。而且无人机系统的整体飞行、控制以及收回等操作都非常简单快捷，防火的工作技术人员能够尽快掌握并合理应用到森林的防火方面工作里。因此，无人机系统通过在空中巡航中的有效应用，能够有效降低森林防火工作人员的整体负担，并且帮助他们及时准确获取森林防火的数据。

3.2 火灾扑救

森林火灾大多是地表的可燃物在暴晒、极度干燥或者是人为点燃造成的，整体蔓延的速度比较快，由于地表植被的覆盖面比较广，被发现时的火势已是比较大的规模了。而且在火灾的实际扑救中，不能从地面直接到达火灾中心的区域位置了解火灾的实际发展趋势，而常规的载人飞机在开展空中指挥时会受到相对高度、具体风向以及火势大小的多方面影响，使得工作人员不能近距离的了解火灾状况，还有不同程度的危险性。随着无人机系统在该方面的具体应用能够从根本上解决这些问题，保障工作人员的人身安全，并能够根据实施传输到工作中心的图像全面观测火灾受害位置的动向，根据科学的分析来预测相关火灾的具体发展趋势，能够及时扑救并科学预防。除此之外，无人机系统在地面的指挥中心还能高效地开展救援工作的合理部署，根据实际情况对救援队伍的扑救和撤退的路线进行科学合理的规划，有效提高火灾救援工作整体的安全性。部分大型的无人救援机还能在空中洒水与之配合进行灭火工作，彻底做到安全、迅速以及科学地扑救森林火灾。

3.3 循环监测

相关工作人员能够对无人机的参数具体予以合适调整来实现对相关无人机系统的有效控制,在温度较高的某些特殊时期,让无人机进行不间断地整体循环监测,帮助工作人员可以在第一时间观测到火情,并快速地开展有效处理, 防止由于小部分区域内的火情而引发比较严重的后果。当林区发生火灾时,无人机系统能够准确快速地把火灾的具体区域传输给工作人员,还会持续的发出相关警报,这样工作人员能够根据其传输的位置信息,尽量在最快的时间里控制森林的火情。即使没有出现森林火情,无人机系统的循环监测还能作为预防的措施, 来提高森林防火区域的质量水平。

3.4 日常监测

无人机系统对于森林防火的日常监测也有着非常重要的整体应用价值。根据地面的控制中心对相关无人机的具体飞行轨迹予以合理规划，并在特定范围里面开展24h的不间断监测。以便在第一时间获取森林火灾，并及时地向指挥中心报告准确的起火点，从而可以针对性地进行救火方案，尽快控制具体的火势范围，尽量减少森林火灾造成的环境破坏和对人身安全的威胁，防止出现更大区域的火灾。在实际的日常工作中工作人员要对无人机的飞行区域的轨迹进行有效划分，保证能够全方位的监控森林的具体变化情况。无人机在日常监测中能够随时把森林的影像图片资料以及数据分析送达到控制中心，实现精准监测，及时排除具体火灾的隐患，防止大面积森林火灾的出现。

3.5 灾后余火的监测

森林火灾在扑灭以后，关于余火现阶段还是要靠相关消防人员开展现场留守的清理以及巡查监测。如果是受灾面积过大以及林情较为复杂的森林火场，相关余火清理的整体难度就比较大。余火大多是阴燃，只有少量青灯甚至无烟，有着比较强的隐蔽性，仅仅靠人工巡逻进行清理，大多只能等到余火大范围扩散才会被发现，而且火场附近的可燃物被热辐射所影响就会变得比较干燥，很有可能造成火情再起并且快速蔓延。但是无人机可以搭载相关红外热成像仪，在空中对扑灭后的火场开展余火监测，利用GPS定位，能够直观地展现火场的整体热值分布，有效标出易燃区域，帮助消防人员的具体余火清理划分正确方向，来有效提升余火清理的整体效率，减少余火清理的难度，还可以有效防止消防人员被余火复燃所影响，提高余火清理的整体安全性。

4.无人机系统在森林防火方面的发展

4.1 优化云台搭载

因为现阶段使用的无人机的体型都比较小，因此负重能力也比较有限，因此需要对不同设备进行不同的组合，使森林防火的相关工作人员根据实际需求来安装不同作用的云台。在项目的具体落实中应该首先优化云台与无人机的主体间的相关衔接设备，可以多次应用卡笋完成对无人机整体的相关设计工作。也可以把云台的相关控制系统与无人机系统的飞行控制系统进行隔离，来减轻主体与云台彼此连接的操作难度，提升无人机的简捷度，从而完成对相关设备的更好安装。

4.2 数据采集的高效化

就目前而言，无人机在森林防火工作的应用有了比较明显的成果，但是仍然有非常大的发展空间。在未来的发展中无人机的整体数据采集功能也会变得更加高效化，根据对终端设备的不断更新及升级，能够有效处理相关数据，从而给森林防火方面的工作予以可靠的支撑。

4.3 远程指挥

森里防火的工作人员利用无人机系统的相关传输资料，来保留数据材料，并开展下一步的指挥，从而有效提高整体的工作效率。对于未来无人机的整体升级设计以及应用里面，相关工作人员需要结合无人机传输的相关森林资源的具体特点，开展针对性地设计规划，确保无人机系统在划分的具体监测范围中正确利用相关资源，并上传准确数据，最大限度地避免技术资源的浪费。除此之外，地面的指挥中心根据对无人机的整体控制，来有效调整正确的应对策略，来提升无人机系统的整体应用水平，更好的协助森林防火方面的工作。

4.4 监测功能的统一化

目前无人机系统在我国森林防火方面的应用尽管有了比较明显的成果，但是仍然还有部分问题，首先是任务执行的环节，假如无人机发生问题，而且不能自我调整，就很可能造成坠机，耽误监测连续性；其次欠缺可靠的整体升降技术，相关抗风能力也不足且续航能力整体偏弱；最后数据采集的精确度比较薄弱，还可以继续提高。对于这些问题，就需要做好无人机系统相关监测功能的具体整合工作，来提高整体性能，从而充分实现在森林防火工作的具体作用，来有效减少森林火灾的相关风险。

4.5 日常监测

无人机系统在我国森林防火方面的应用还有部分问题。因此在未来我国无人机系统的具体应用中，需要提高无人机系统的整体升降飞行的能力、持续续航、故障监测的能力、对于恶劣气候的整体稳定性和相关数据的足够精准采集的功能。应该积极研发比较新型的机身材料，来降低无人机的自重，提高整体安全性能，并整合现阶段的监测数据，来有效提高相关系统数据的整理能力，对于不同区域的森林防火方面的工作制订针对性的监控方案，来充分实现无人机在森林防火工作中的整体应用价值，减少森林火灾的出现概率。

4.6 指挥系统的精确化

在现阶段的技术下，无人机整体的指挥系统逐渐趋于成熟，和数据资源的有效配合可以在森林防火方面里发挥非常重要的作用。无人机在具体运作中获取的多方面的图像信息，相关指挥系统能够快速准确地进行分析，对信息的整体价值做出合理判断，实现信息资源的整体质量控制，并且删除无用的信息，降低传输资源的整体占用情况。对于无人机系统的具体应用环节，工作人员可以从森林相关资源的具体特点出发，保证无人机可以在目标位置内活动，从而有效确保工作效果，防止资源浪费。

综上所述，在我国森林防火方面的工作中，无人机系统能够发挥重要的价值，能够完成日常巡视以及循环监测，还可以为火灾的具体扑救传输足够的数据信息的支持，确保火灾扑救的整体效果。通过无人机开展空中巡航，能够准确定位具体的火灾位置，并且和地面的指挥中心进行密切联系，帮助工作人员进行数据的有效整合和远程指挥。无人机系统在未来的森林防火方面有着非常好的整体发展前景，需要积极更新和推广，让其在森林防火方面中展现更多的作用。