基于无人机航拍技术的消防救援措施探究

蔡锦星

摘要：随着国家综合性消防救援队伍“全灾种、大应急”的职能定位越来越清晰，消防救援队伍的任务量不断增加，将更多、更先进的科学技术积极推广到消防救援工作中，有利于消防救援安全以及救援质量提升。无人机航拍就是一种极具应用价值的技术，为此，介绍了其在消防救援中的技术优势，探讨了该项技术应用于消防救援中的具体操作，以此为消防救援工作提供参考。

关键词：无人机；航拍；消防；救援

中图分类号：D631.6      文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2023）11-0044-03

消防救援队伍处置事故时，经常需要面临各类风险。如何降低救援人员自身风险，就成为现代化消防救援队伍建设的重要内容。同时，经过大量的数据调查分析显示，导致消防队员在救援中出现处置风险的原因包括但不限于灾情侦查不到位、灾中应变不及时、灾中突发爆炸等。面对上述情况，无人机航拍技术的引入很大程度上促进了消防救援工作效率及安全性的提升。然而，部分地区在消防救援和无人机航拍技术融合应用方面仍旧存在一定不足，有待改进和完善。

1 无人机技术概述

无人机设备，是一种利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，具备造价低且体积小的特征，能够借助搭载装置的运行，完成实时拍摄和数据传输工作，因此具备一定的自动化控制能力，具体见图1。分析无人机的技术性能时，可以从下述几方面展开：

其一，无人机航拍过程中，操作基本以动态化为主，因在内外环境变化的影响下，动态平衡的保持是保障无人机平稳飞行的基础条件，此时技术人员需要重点调整无人机预警机制，提升设备执行飞行任务全程的可控性，确保飞行方向与控制方向一致[1]。

其二，无人机航拍过程，需要自动化系统作为操作指引，该系统贯穿于无人机预警体系各个环节，分为总进度、分项进度计划，两者之间相互联系、相互影响。

其三，无人机航拍中，受到风速、操作人技术熟练度等因素影响，飞行中会出现偏航、航速不均等情况[2]在执行航拍任务时，想要进一步将其消防救援价值发挥出来，需要专业人员来操作，确保无人机在救援阶段能够一直维持稳定的航拍状态，并结合消防救援任务的难度层次不同，调整设备平衡性，才能为消防救援质量及效率提升起到促进作用。

2 无人机航拍技术在消防救援中的应用优势

2.1  机动性及灵活性高

通常情况下，消防救援中使用的无人机重量不超过100kg，飞行控制系统也主要以自动飞行系统为主，配合1～2人，即可比较灵活地达成无人机消防救援任务目标[3]。部分应急性消防救援现场处理时，受到灾害潜在风险高、环境复杂等因素的限制，消防救援人员无法以驾驶车輛的方式在被毁坏的救援道路上完成救援，甚至部分区域徒步前进仍旧会遇到重重阻碍，导致消防救援人员自身生命安全受到不必要的伤害。面对此场景，无人机可以很好地发挥出起飞条件低、地形要求低的优势，能够快速适应救援现场复杂的环境条件，完成灾害现场的全局事故现状拍摄工作，并凭借敏捷性强、反应速度快的航拍特点，快速达到指定救援点位[4]。

2.2  成像视野更为全面

无人机航拍技术应用中，超视距控制功能的实现需要依赖于数据链技术支持，结合消防救援现场情况，按照距离不同、角度不同、光照条件不同等差异化救援需求，完成各类无人机航拍任务[5]。一方面，无人机航拍可以应用到高海拔的消防救援摄像中，在空中遥控调整角度和距离之后，将拍摄到的图像数据直接转变为消防现场决策制定的关键因素，为后方指挥中心提供救援支持。另一方面，借助于远程控制的方式，调整无人机的角度和镜头对准位置，就可以得到更加精准的地面灾情图像，尤其是在低空位置，无人机对于灾情的跟踪拍摄能力明显更强，为后方指挥中心实时输送分辨率更高的救援现场图像信息[6]。此外，部分无人机在辅助消防救援时，还可以配备红外线夜视功能，以此更加全面地完成信息搜集工作，为灾害事故现场的实时管控和监测提供支持，提升消防人员的灭灾监测水平和救援能力。

2.3  拍摄操作更加简便

通过机体所携带的远程视频传输和控制系统，消防指挥中心可以直接查看实时拍摄画面，从而在救援中仅是通过远程控制的方式，就可以让无人机完成各项救援任务下达的动作指令[7]。此外，从无人机的应用操作来讲，操作复杂性和难度并不高，重点操作飞行、音频、视频控制这三大兼容模块，就可以完成大部分的消防救援任务，为救援工作效率提升起到促进效用。

2.4  安全可靠

将无人机航拍技术应用于消防救援中，可以更为从容地应对暴雨、台风、峡谷、深渊、易燃易爆等一类极端消防救援场景，并以远程操控的方式有效弥补消防救援队伍的火灾救援短板，为消防救援人员在救援期间的人身安全提供保障[8]。另外，将无人机航拍技术应用到灾害事故现场中，还能够完成事故现场的动态跟踪处理工作，为消防指挥提供更可靠的决策支持，为消防救援人员、灾害现场施救人员提供更加可靠地保障基础，提升救援的安全性，促使灾害事态朝向良性方向发展，降低灾害损失，避免救援人员伤亡。

3 无人机航拍技术在消防救援中的具体应用

3.1  灾情侦察

消防救援过程中，无人机能够快速深入灾害事故现场的核心区域。通过无人机上的可见光照相机及红外热成像仪，按照预先设定的指令或是程序，完成消防救援期间的各类灾情侦查工作，将拍摄的图像信息实时传送至地面指挥部系统中心，由消防指挥人员做具体分析[9]。无人机还会将所拍摄到的图像一一记录至系统中，并主动做数据回收，为后续救援的下载和使用提供支持。伴随着无人机技术的不断革新和优化，无人机设备的应用性能也在不断完善。例如，在无人机上加装了全球定位系统之后，无人机将携带与专业侦察卫星配合使用的功能，且在信息的可靠度以及准确性方面也得到显著提升。以2015年福建省漳州市二甲苯装置漏油起火爆炸事故为例，当地消防救援总队通过与周边社会单位协调和沟通之后，共携带了3台无人机在爆炸现场辅助展开灾情侦查工作，由无人机航拍后实时传输回来的现场视频，通过中通卫星车将视频传输至灾害现场的后方指挥中心，由救援指挥人员结合视频信息制定救援计划，并结合航拍信息的实时传输画面，在现场随时调整救援计划，充分为现场救援指挥调度和火场态势控制提供了数据支持。在我国，这是首次在爆炸性事件的消防救援领域中应用无人机参与救援实战，所取得的成效超出预期。结合此次救援实例，我国开始在消防救援中大范围推广无人机的实战应用，国家消防救援局也在此期间划拨资金，为全国各个省份配备了无人机用于救援[10]。相关统计资料显示，无人机航拍技术在天津港8·12危险品仓库重大爆炸事故、江苏3·12重大爆炸事故等大型消防救援中，均发挥了不可忽视的作用。

3.2  航空遥感

无人机航拍设备本质上是一项新型的遥感监测平台，运行中会按照预定的航线，完成摄像和自主飞行工作，并为无人机指挥中心实时传递遥感检测数据。在2018年的山东寿光洪涝灾害消防救援过程中，依托于无人机航拍技术完成的遥感测绘工作，充分在高空位置航拍到洪澇灾害中心的高分影像数据，为后方消防救援指挥中心制定正射影像地图提供大量精准数据，并在灾害救援地图中明确标注出被洪涝灾害淹没的区域范围、消防车辆点位以及灾害现场排水设施等各项复杂设施的数据。在洪灾积水区域的面积测算以及积水深度测算方面，无人机也发挥了重要作用，充分为洪涝灾害的抽排水方案制定和调整提供支持[11]。除此以外，在贵州7·23山体滑坡消防救援、福建泉州3·7新佳酒店坍塌、“山竹”台风灾害的消防救援中，无人机航拍技术也分别发挥出消防救援价值。

消防救援工作中，无人机航拍技术应用于正射影像地图制作后，除了可以支持上述救援工作以外，还可以补足卫星遥感被云层遮挡等航拍短板，继而将卫星遥感中所存在的重访周期太长、分辨率不够清晰、应急时间失时等问题解决。例如，在如金沙江、雅鲁藏布江堰塞湖等湖海灾害中，消防救援人员就充分利用无人机航拍技术，完成了灾害消防救援的三维模型制作工作，以此帮助消防人员能够更加快速地完成灾害现场地形、地貌数据调研与统计工作，为灾害救援时的导流渠开挖提供支持，继而构建出更加立体、实景化的三维呈现模型，提升后续对于灾害湖面每日上涨高度、救援开挖进度的测算结果精准性，并为消防救援的科学决策提供有力的支持和帮助。由此可见，将无人机航拍技术应用消防救援中，能够制定更高效的数字化救援预案，最终为湖海灾害现场的救援工作顺利开展起到促进作用。

在鲁甸震中龙头山镇地震救援中，就应用到了无人机快速三维建模技术，将地灾信息在第一时间做三维可视化处理，本次地灾救援也是我国首次将无人机快速三维建模技术应用于地灾救援中。当敏捷三维建模完成后，能够针对地灾灾害体以及灾害体边界、位置做自动判读，完成灾害量的自动计算，以此构建立体化灾情电子沙盘，将更直观、可靠的地灾依据提供给联合指挥机构现场决策人员，不仅降低了地质灾害应急作业风险和劳动强度，同时对于应急调查工作效率提升也起到重要促进作用。此外，在进行地灾现场调查时，也可利用无人机快速建立三维模型，期间可将多旋翼无人机、精确定位系统、微型倾斜摄影以及敏捷建模软件联合为一体，对部分人力难以到达、地形环境复杂的地灾区域开展救援作业，为自动建模实时输回超高分辨率的现场数据，提升地灾救援效率。

3.3  辅助救援

无人机航拍技术应用中，会将不同功能模块挂载至无人机设备上，为救援行动展开提供必要的辅助和支持。例如，无人机航拍期间可以同步搭载安全绳、食物、防毒面具以及饮用水等应急物资，并通过空投的形式，直接在消防人员无法进入的位置上空投放生命生存的必要性物资，以此为后续救援工作提供缓冲时间和条件。此外，无人机航拍技术还可以完成以下辅助救援工作：

其一，为灾害中心人员搭载救生圈，如在溺水类救援中，可以加快消防救援效率，为溺水者提供自救条件，使其能够支撑到后续救援人员到来。

其二，利用无人机挂载对讲机，将对讲机抛送至受灾人手中，为其与消防救援人员之间建立起通畅的沟通渠道，提升救援效率。

其三，在无人机上挂载高音喊话设备，一方面可以引导灾害中心人员快速按照正确路线逃离灾害范围。另一方面则可以对部分被困人员的情绪做好维稳，鼓励其保持良好的心态，等待救援人员到来。

其四，在无人机之上挂载灭火弹。部分高层火灾现场救援中，可以在无人机之上搭载灭火弹，遥控无人机升至火灾高度，面向火灾区域实施灭火处理。

3.4  交通事故抢险

当出现交通事故时，交通拥堵问题必然紧随其后，此时前往现场参与救援的消防车队想要以最快速度达到救援现场，提升救援速度，就必须选择最佳路线。此时，就可将无人机应用于消防救援中，通过远程遥控无人机得到现场传回的画面数据，掌握事故周边的基本交通情况，以此保障消防救援人员能够结合最真实的决策数据，制定最有效的决策方案，最快速度完成消防抢险救援工作[12]。与此同时，当救援人员到达现场之后，还可以利用无人机实时拍摄视频做好现场救援力量调度工作，包括医疗资源、现场施救等社会资源的调度，促使交通事故的整体救援效率提升。利用无人机航拍技术辅助交通事故救援时，也可通过远程遥控的方式，调整事故周边的交通导流制度，分析受到交通影响的周边路况，尽快恢复周边车流正常通行状态，降低交通事故危害和负面影响，为交通事故的消防救援提供全程支持。

4 结语

综上所述，消防救援工作中想要全面提升救援的及时性，保障人民生命财产安全，充分将无人机航拍技术应用其中很有必要。可应用无人机航拍技术做好灾害现场情况侦查工作，为后续救援工作流程制定提供依据。借助于无人机航拍技术完成消防救援现场的航空遥感处理，为更为全面的救援方案制定提供帮助。此外，还可以有效利用无人机航拍技术为现场消防救援提供必要性的辅助，最终为消防救援工作质量进一步优化奠定基础。

参考文献：

[1]吴忠富.驻马店市航拍协会无人机侦察救援排成功参与全市水域山地联合搜救演练[J].公关世界，2020（7）：91.

[2]王俊杰.基于无人机航拍技术在火灾现场勘查中的应用探讨[J].今日消防，2022，7（4）：35-37.

[3]晏国勋.多旋翼无人机二维正射影像图在消防救援中的应用研究[J].新一代信息技术，2021，4（11）：46-51.

[4]邱奕鸿，黄晨.无人机在消防灭火救援工作中的应用[J].中国航班，2021（21）：10-12.

[5]陈思帆.无人机及其吊舱载荷在应急救援中的应用——基于响水“3·21”爆炸事故[J].武警学院学报，2020，36（12）：34-39.

[6]李志強.无人机在消防灭火救援工作中运用分析[J].中国新通信，2022，24（9）：19-21.

[7]李小葳.无人机在消防灭火救援工作中的运用分析[J].中国科技纵横，2021（6）：119-120.

[8]岳鑫.无人机在消防灭火救援工作中的应用研究[J].中国科技纵横，2022（14）：60-62.

[9]多功能无人机消防救援关键技术及装备的开发与应用[J].中国科技成果，2022，23（21）：74.

[10]福建省测绘地理信息局.古雷px火灾救援现场 各种民用无人机显神通[DB/OL].https：//m.huanqiu.com/article/9CaKrnJJVWk.

[11]大水无情人有情，科力达无人机助力寿光救灾[DB/OL].https：//www.sohu.com/a/253356391_100013511.

[12]孙雷.无人机在消防灭火救援工作中的应用研究[J].中国科技纵横，2021（1）：108-109.

Exploration of fire rescue measures based on drone aerial photography technology

Cai Jinxing

（Pudong New District Fire and Rescue Division，Shanghai 200120）

AbstraCt： With the national comprehensive fire and rescue team's function of "all kinds of disasters and big emergency" becoming clearer and clearer， the task of the fire and rescue team has also increased， and more and more advanced science and technology is actively promoted to the fire and rescue work， which is conducive to the safety of fire and rescue and rescue quality enhancement. Drone aerial photography is a kind of technology with great application value， for this reason， it introduces its technical advantages in fire rescue， and discusses the specific operation of this technology applied in fire rescue， so as to provide reference for fire rescue work.

Keywords： drone; aerial photography; firefighting; rescue