無人機在林火監測中的運用研究

趙淑斌

摘 要：隨著社會經濟水平的不斷提高，科學技術的廣泛應用，給人們的生產生活帶來的巨大的改變。人們對生態環境的保護意識逐漸增強，近些年，國家一直在鼓勵生物造林，通過綠化環境來保護生態平衡，這也就使得森林產業得到快速的發展。但發展過程中仍不可避免地會出現一些問題，例如森林火災給森林資源的開發與利用帶來嚴峻的考驗。本文從森林火災的角度出發，探究無人機在森林火災監測中的應用詳情，以此推進森林防火工作中對科學技術的運用，減少森林火災的發生。

關鍵詞：無人機;林火監測;應用技術;森林產業;森林火災

森林產業的持續健康發展，對生態環境有積極的影響，森林資源在改善生態環境的同時，給人們的生產生活也帶來了許多的便利。因此，保護森林資源，就是在保護生態平衡，保護人類自己。近年來，隨著科技水平的不斷提高，無人機遙感技術已廣泛應用于農業生產和森林防護工作當中，幫助人們解決了以往的巡護難題。通過實時巡護，對災情進行有效的預警，這對森林防護工作，尤其是森林滅火工作具有重大的意義。

一、無人機技術應用于林火監測的概述

科學技術的發展給人類社會帶來的影響是巨大的，在森林防護方面，無人機技術的應用，就極大地提高了森林預險的效率，一定程度上，使得森林險情得到有效的控制，對森林培育、森林資源的保護等工作提供了很大的幫助和技術上的支持[1]。

（一）無人機應用技術原理的展現

首先，無人機的運行系統是通過單元模塊重組的方式設計的，一般只需要在地面安排人工控制即可，其他可由機器自主完成。再結合網絡技術和電子信息技術的使用，可實現無人化巡查和智能預警等功能的應用。其次，預警裝置的設置，飛控系統方面采用的是機載處理器的方式，以減少人為控制無人機的工作量;圖像的采集與傳輸方面，采用智能傳感技術，利用智能攝像頭對圖像進行采集，再由無線數據傳輸將采集的圖像信息進行定位傳送;在火焰探測方面，采用紅外火焰探測技術，通過設備內置的微處理器與圖像火焰的識別，增加探測的準確度，通過網絡傳輸功能實現火災預警。

（二）無人機在森林防護方面表現出的優勢

隨著電子信息技術、衛星技術的廣泛應用，為監測森林火災情況及森林資源統計等方面的工作提供了很大的技術支持，無人機GIS技術的使用則是進一步減小了無人化森林防治的難度。將遙感技術和無人駕駛技術以及通信技術有效地結合起來，實現森林防護的無人化管理。而且無人機差分定位技術還可以為森林病蟲害及火災提供數據支持，通過對森林現狀的分析與比對，達到及早預防的效果。發生森林火險的區域，其撲救現場的環境較為復雜，周圍的溫度、風速及濃煙程度等都給滅火工作造成操作上的困難，而無人機的設計可以通過對周圍環境的探測，自主控制飛行速度、飛行高度，很好的監控火勢的發展及蔓延情況，可以在一定程度上滿足日常災情的偵查工作。

二、無人機技術在林火監測方面的具體應用

在了解無人機在林火監測方面的應用技術原理及技術優勢之后，下面就具體的林火監測工作進行詳細的闡述，以幫助人們更加清晰地了解無人機在林火監測方面的使用情況，進而能夠更好地進行技術創新和改進，以推動森林產業的健康發展[2]。

（一）無人機對森林火災的實時監測

無人機可以實現對林火的實時監測，無論是在火災發生前還是發生時或者發生后。在火災發生前，無人機通過對森林周邊地形及環境的檢測，可以及時將火災隱患或者周圍出現火情的信息上報給控制臺，使操作人員能夠在第一時間了解火災險情，并立即啟動應急防護措施，對火災進行防控或者及時救援。在火災發生時，由于真實的火災現場，其環境比較復雜，人為很難了解到實際的險情嚴重程度，進而難以做出準確判斷，采取有效救援，而無人機可以有效解決這一難題，能夠及時發現險情發生地的生命位置，幫助工作人員進行準確救援。在火災發生后，由于無人機可以在濃煙環境中進行工作，可以代替人工進入災區，對災區情況進行實時反饋，探測存在火險隱患的易燃物質，保障后續消防工作的順利進行，有效防止火災的二次發生。

（二）無人機在森林火險中的偵查工作

無人機可以對森林及其周邊環境進行全方位的監控工作，體現其很強的偵查優勢。森林火險的發生地一般在山林地帶，其地勢較為復雜，在火險發生時，可以通過設定無人機的作業高度，使其進入林區，進行全面的檢測，再由攝像頭將險情影像傳送給工作人員，以便其實時了解險區的實際情況。還可以通過無人機探測到林區被困的工作人員及動物等，使搜救人員能夠更準確地深入搜救位置，展開救援活動。還可以通過無人機的偵查分析能力，對火勢的蔓延方向及速度等作出測算，以便消防人員更好的控制火情，保證救援人員的生命安全[3]。

（三）無人機在森林火災險中的災后調查工作

由于森林火災的破壞性極強，在撲滅火災后，給新的地質環境及周邊路況的調查評估工作帶來了極大的困難。這時，可以利用無人機的各方面優勢為災后調查工作提供幫助。例如，可以利用其偵查方面的優勢，對受災區域做全方位的巡查，對災后林區的受損情況進行詳細地記錄與評估，協助調查人員順利地完成災后調查工作。且通過對火災源頭進行全面的探測，一找到火災發生的真正原因，對今后森林火險的預防工作起到很好的輔助作用。

三、無人機在今后林火監測過程中的改進使用

雖然，無人機技術的應用給森林防火工作帶來了許多的便利，解決了許多工作上的困難，但技術需要不斷的革新，無人機技術也是如此，通過不斷的創新發展，不斷地改進，提升無人機技術性能的同時，使其能夠更好地服務于人類社會。以下是針對目前的無人機技術提出的兩點建議，希望能夠對無人機技術的發展提供一定的幫助[4]。

（一）續航檢測能力的提升

目前，用于森林防火工作中的無人機，其續航能力距離人們的理想狀態還有一定的距離，所以，需要在今后的研發改進過程中，增強其續航能力，為森林火災救援工作帶來更大的幫助。同時在監測方面，也可以通過不斷的優化無人機自身的檢測系統，來實現對災區及周邊環境進行更好的、更高效的、更準確的檢測，為林火救援工作提供更加可靠的數據保障，使消防救援工作能夠更加快、準、穩的完成。

（二）增加滅火能力

現在的無人機技術水平還沒有達到可以自行滅火的程度，使得森林防火工作在一定程度上達不到及時救援的目的。在未來發展的過程中，可以參考直升機的火災救援，再加上無人機續航檢測等能力的提升，能夠配合搭載一定的滅火裝置，或是滅火控制系統，為森林火災的智能化滅火工作帶來更加實際有效地幫助，更好的保障救援人員的生命安全，對新時期的火災救援工作而言，將是一大壯舉，希望在未來的幾年內就能夠實現這一目標，為森林產業的健康發展提供更大的助力[5]。

結束語：

綜上所述，無人機在林火監測中的運用具有實際的防護意義，在一定程度上保護了森林資源的同時，也保障了森林產業的經濟效益和社會效益。相關部門以及林區管理人員應該重視科學技術的應用，提高思維敏銳度，發掘更多可應用于林區管理、森林培育的科學技術，使之為林業的發展提供更多的幫助與支持，更好地保護生態環境的平衡與穩定，保證人們的生命財產安全。

參考文獻：

[1]劉青，劉志國，劉守全，等. 基于改進YOLOv3的無人機林火監測系統設計與實現[J]. 消防科學與技術，2021，40（4）：557-561.

[2]潘池欽. 淺談小型無人機林火監測現狀與展望[J]. 林業建設，2017（6）：14-18.

[3]譚楊磊，王勇智，韓銳，等. 面向森林輸電線路林火監測的無人機吊艙系統研制[J]. 山西建筑，2020，46（16）：194-196.

[4]高攀，周宇飛. 森林防火有了千里眼-廣東森林防火研究中心創新無人機林火監測技術紀略[J]. 廣東安全生產，2019（7）：34-35.

[5]曾劍生，李春干. 無人機遙感（UAV-RS）在高精度森林資源監測的應用分析[J]. 科學與信息化，2021（5）：10-11.