新技術手段在飛行觀察中的應用和展望

張文洋

【摘 要】飛行觀察是航空森林消防的關鍵環節，注重把先進的科技成果、設備應用到飛行觀察中，有助于推動飛行觀察工作登上新的臺階，進一步提高工作效率，保障飛行安全，更好地發揮出航空森林消防“發現早、行動快、滅在小”的空中優勢。

【關鍵詞】飛行觀察；新技術手段；航空森林消防

1 新技術手段在飛行觀察中的應用

1.1 GPS運動手表

基于GPS衛星定位系統，自動獲取GPS信息和其他數據信息，具備導航、航跡記錄的功能，以及面積測量、坐標轉換等一些輔助功能。內置三軸電子羅盤，高度計、氣壓計和溫度計等，小巧易攜，功能強大，續航時間超長，可長時間輔助觀察員火場作業，其記載的數據可上傳至計算機或手機。

內置多種傳感器，支持距離、速度、配速、心率、步頻、秒表計時、單圈時間、單圈距離、單圈配速、平均速度、平均心率、心率區間、卡路里消耗等多項運動數據，全面記錄運動信息。可有效促進飛行觀察員體育鍛煉。

1.2 林火標繪儀

林火標繪系統能進行數字地圖調用、防火信息瀏覽、地形林相查詢、火點信息管理、火場態勢標繪、專題圖制作、三維立體顯示，地形圖、林相圖的無邊無逢拼接和漫游，飛行動態和航跡的管理。林火標繪儀器的使用保證了新觀察員火場觀察的準確性。

1.3 Google？Earth軟件

Google Earth是美國Google公司于2005年6月推出的全球地理信息系統搜索軟件。它是在其原有軟件產品Earthview的基礎上推出了三維影像與矢量地圖服務軟件，采用超高影像壓縮技術，能實時提供多種數據，將本地搜索和衛星影像結合起來，可以讓用戶瀏覽全球范圍內任何一處地點的衛星影像或地形的三維圖像；提供3D地圖定位技術，可以讓用戶在3D地圖上通過交互方式定點查看特定區域，進行不同視角的放大、縮小、漫游等地圖控制以及自動搜索路徑完成道路導航操作。

Google Earth提供的影像數據來自于航空影像和衛星影像，是二者的整合，具有包括地形、海拔、經緯度等真實的地理信息。全球地貌影響數據的有效分辨率至少為100米，通常為30米（如中國大陸），視角海拔高度為15km左右。Google？Earth2013年更新的影像數據，其清晰度已完全能夠滿足航空護林的需要。

1.3.1 輔助火場指揮

觀察員將火場信息通過微信傳出，站調度室值班林調即可調用Google？Earth相應影像，火場周邊各要素一目了然，為撲火指揮員決策提供快速、直觀、全面的火場信息。

1.3.2 火場調查

火場調查中觀察員無須現場勾繪火場，采集火場必要數據后，多角度拍攝火場全景照片即可返航。落地后，調整Google？Earth相應影像的方位、視角與火場照片一致。根據需要，對照火場全景照片，在地形圖、林火標繪儀上或直接在Google？Earth上勾繪火場，計算面積。

1.3.3 訓練、考核觀察學員

通過Google？Earth，觀察教員無須每次都與被訓練、考核觀察學員同機，就可訓練、考核部分飛行觀察科目。

1.3.4 外援撲火

航期中，隨時關注各地較大林火。對可能外援的火場，利用Google？Earth提前熟悉火場地形，有關撲火地理要素，建立飛行控制地標。一旦外援，可以迅速進入情況，較好地執行各項飛行任務。

1.3.5 更正和標繪地形圖

運用Google？Earth的高清衛星圖片，對飛行地形圖和林火標繪儀底圖變化的地標地物（新建的公路、改道的河流，林場所等居民點）位置信息進行更正和標繪。

1.3.6 搜集轄區水庫資料

通過Google？Earth上搜索模塊和標尺模塊，掌握精確的水庫位置、測量水庫長度、寬度、估算水庫面積，獲取自由縮放的水庫圖片和水庫周邊地形、高程等信息。同時使用抓圖軟件和圖形處理軟件，編輯水庫名稱、水庫所屬市（縣）、水庫所在航線、水庫經緯度、水庫長度、寬度、面積、水庫圖片等，建立水庫資料庫。

1.4 林火微信群

利用4G通信平臺與地方森林防火部門領導和有關人員建立林火微信群，實時傳輸火場信息。飛行中觀察員用高像素智能手機對火場錄像、拍照后，實時將火場全貌、關鍵火線、林相、地理信息系統截圖等微視頻、音頻、圖片、文字信息發到林火微信群，有關森林防火部門領導和人員第一時間同時接收，縮短火情傳遞時間，火場信息形象、直接，信息量大而全，為領導指揮撲火提供及時、可靠的依據。

1.5 北斗衛星跟蹤系統平臺

北斗衛星導航系統是中國自行研制的全球衛星導航系統， 北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經初步具備區域導航、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。可顯示飛機的機號，航向，高度，速度，飛行軌跡，并可做到實時監控、也可以觀看歷史回放。當飛機報告改航，觀察員處置火場，飛機繞飛時，根據監控圖像，值班林調就可預先進行圖上作業，并調用Google？Earth查看有關地理信息。

1.6 網絡天氣預報平臺

運用網絡天氣預報平臺，掌握巡護區內各地的天氣實況和趨勢。利用單站雷達、強對流天氣、風、氣溫、能見度、降水量、中國大陸區域水汽云圖、紅外云圖和天氣分析圖等資料，做好巡護區24至168小時天氣預報和本場天氣預報。利用單站雷達可以實時查看分別以佳木斯、伊春、加格達奇、牡丹江、哈爾濱、齊齊哈爾、建三江為中心150KM范圍內航路有無危險天氣系統，通過多幅動畫就可以判斷其運動及變化情況。對日常巡護，特別是外援撲火、場站間轉場的天氣影響作出科學判斷。

2 新技術展望

2.1 全息紅外相機

今年3月，英國每日郵報報道意大利科學家研發了一款根本性的全息紅外相機，可“看穿”火焰和煙霧。其工作原理是最新成像系統并沒有鏡頭，而是捕捉未被火焰和煙霧遮擋的未聚焦輻射。最新系統并未使用傳統鏡頭，而是使用數字全息攝影技術捕捉3D圖像。批量生產投放市場后，可用于有濃煙火場的偵查拍照。

2.2 化滅和灑水自動控制系統

開發集多種傳感器（風、溫度、火強度等），并采集可以影響噴灑效果的各種火場信息（林火類型，可燃物類型，山形，山勢，坡度、火場發展方向等等），進行綜合計算，實現指示安全飛行，自動控制噴灑，達到最佳滅火效果。

2.3 大型滅火飛機

中航工業集團在水轟五基礎上設計、研發的蛟龍-600型水陸兩棲飛機已進入總裝階段，蛟龍-600是一款單船身四發渦輪螺旋槳式飛機，具有水陸兩用、裝載量大、航程遠、升限適中、速度范圍廣、超低空飛行性能好等諸多特點，比較適用于森林滅火。

蛟龍-600最大起飛重量為49000千克，最大平飛速度560千米/小時，使用升限6000米，最大航程5150千米。可以在陸上二級機場和長1500米、寬200米、深2.5米的水域起降，水面起降抗浪高度大于2.8米。可在飛行中降至水面滑行汲水，最大載水量為12000千克，一次汲水時間不大于20秒，投水高度（相對樹梢）30—50米，投水命中率大于98%。

以上各性能指標只是設計數據，需要試飛驗證。對起降、汲水的水域要求較高，2.5米水深內不可有雜物。另外修建水岸加油坡道費較大。

2.4 無人機

近年，無人機技術快速發展。隨著無人機技術上的突破和使用管理上的規范，假以時日，民用無人機達到或超過現有軍用無人機技術水平，或將有多種可滿足火場需要，易于操控，價格低廉的大型無人機供航空森林消防選擇，用于火場偵查和直接滅火。

[責任編輯：張濤]