無人機(jī)在森林防火中的應(yīng)用

尹訓(xùn)防

摘要：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展飛速，森林防火工作開始使用不同類型的無人機(jī)進(jìn)行防火巡查，無人機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測森林是否存在火災(zāi)安全隱患、監(jiān)督不明火源、遠(yuǎn)程監(jiān)控火情、精準(zhǔn)快速地提供有效數(shù)據(jù)。不同功能的無人機(jī)在森林防火工作中可以應(yīng)對(duì)森林防火工作的各類新需求，文章將對(duì)無人機(jī)在森林防火中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);森林防火;應(yīng)用

近些年森林火災(zāi)事故發(fā)生率不斷增加，我國也在不斷加大對(duì)森林防火的監(jiān)控，雖然防火工作一直在努力建設(shè)，但是僅僅依靠人力進(jìn)行防控監(jiān)管是很難實(shí)現(xiàn)高效作業(yè)的。隨著無人機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，市場需求也在不斷擴(kuò)大，越來越多的無人機(jī)投入國家各類建設(shè)中。將無人機(jī)引入森林防火工作中能夠提前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，為消防滅火工作提供最及時(shí)、準(zhǔn)確的火災(zāi)情況，幫助消防人員迅速分配滅火警力，快速控制火情。而且無人機(jī)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可實(shí)現(xiàn)對(duì)森林動(dòng)態(tài)的全面監(jiān)測并進(jìn)行預(yù)警，減少森林火災(zāi)的發(fā)生。

一、無人機(jī)概述

所謂無人機(jī)就是無人駕駛的飛機(jī)，能夠靠動(dòng)力遠(yuǎn)程控制飛行，由無線遙控設(shè)備或者根據(jù)自身設(shè)定的系統(tǒng)遠(yuǎn)程操控，機(jī)艙內(nèi)可以攜帶多種設(shè)施，執(zhí)行各種任務(wù)，并且能夠重復(fù)使用。與普通航空器相比，無人機(jī)結(jié)構(gòu)更加簡單，能夠遠(yuǎn)程控制飛行穩(wěn)定情況，并且投入成本較低，相對(duì)安全，對(duì)環(huán)境的安全要求較低。

二、無人機(jī)在森林防火滅火中的運(yùn)用

（一）全天候火情監(jiān)測

無人機(jī)可以借助高分辨率的可見光紅外線進(jìn)行拍攝，能夠全天候監(jiān)控森林變化情況。不同功能的無人機(jī)在設(shè)定好的軌道內(nèi)進(jìn)行巡查，將拍攝到的資料傳送給中央控制系統(tǒng)，由工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測分析森林火情情況。工作人員可以在值班室內(nèi)對(duì)影像中的可疑區(qū)域進(jìn)行近距離觀測，通過遙感技術(shù)控制無人機(jī)的飛行狀況并仔細(xì)檢查地面情況。如果發(fā)生火災(zāi)，無人機(jī)通過遙控可直接飛到火災(zāi)上空區(qū)域，精準(zhǔn)、快速地拍攝火災(zāi)情況，并傳送給值班室，以便制定科學(xué)的滅火方案。

（二）火場態(tài)勢實(shí)時(shí)監(jiān)控

無人偵察機(jī)的攝像配置較高，能夠高負(fù)荷承載紅外線探測器，可以近距離觀測火災(zāi)情況，懸停觀察火災(zāi)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，尤其是在工作人員還未到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場時(shí)，可先通過無人機(jī)快速飛至火災(zāi)地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。并且無人機(jī)可以自動(dòng)分析現(xiàn)場燃燒情況，制定出最佳救火方案，為工作人員指明路線。無人機(jī)自身設(shè)備能夠測量風(fēng)速和風(fēng)向，快速采集區(qū)域圖像，根據(jù)大火燃燒的速度以及周圍情況的變化進(jìn)行分析，幫助工作人員快速劃定火災(zāi)范圍和發(fā)展方向。因此，偵察機(jī)更適用于近距離的災(zāi)情勘察，能夠快速采集所需資料，但是缺點(diǎn)是飛行時(shí)間比較短，需要及時(shí)續(xù)航。

（三）遠(yuǎn)距離中繼通信

因林地較多位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，森林密布，保留較多的原始生態(tài)樣貌，且地形地勢較為復(fù)雜，衛(wèi)星信號(hào)很容易遮擋，無人機(jī)可以根據(jù)平臺(tái)內(nèi)部的通信系統(tǒng)保持通信通暢，幫助工作人員迅速完成監(jiān)測任務(wù)。無人機(jī)內(nèi)部自帶的通信設(shè)備能夠幫助工作人員快速掌握火災(zāi)現(xiàn)場信息，實(shí)現(xiàn)各單位的信息通訊以及分享火災(zāi)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，但目前很多無人機(jī)攜帶的設(shè)備還未完全升級(jí)，遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)語音、圖像傳輸?shù)募夹g(shù)還有待完善，需要不斷研發(fā)。

三、無人機(jī)在我國森林防火滅火中存在的不足

（一）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全

目前國家并沒有發(fā)布有權(quán)威性的研發(fā)技術(shù)和相應(yīng)的研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，無人機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)沒有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，各大企業(yè)生產(chǎn)都是按照自己企業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)所需的數(shù)據(jù)格式和通信設(shè)備，也沒有統(tǒng)一的內(nèi)部系統(tǒng)，導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)兼容性不高。而森林防火相關(guān)部門并沒有對(duì)探測火災(zāi)火情的無人機(jī)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)的無人機(jī)缺乏實(shí)戰(zhàn)數(shù)據(jù)，面臨森林復(fù)雜的火情，無人機(jī)的抗熱性能差和續(xù)航時(shí)間短，需要繼續(xù)完善。目前適用于防火滅火的無人機(jī)種類較少，還不能滿足森林防火工作的需求。

（二）應(yīng)用體系不完善

無人機(jī)內(nèi)部攜帶量受到限制，很難同時(shí)承載多種功能的設(shè)備，并且無人機(jī)機(jī)型較少，無法適用于多功能的工作安排。目前防火工作中大多使用微小型設(shè)備，中型數(shù)量較少，在飛行高度和速度受阻的情況下，很難滿足防火需求，并且運(yùn)行機(jī)制沒有及時(shí)完善，很難為系統(tǒng)化的無人機(jī)設(shè)備提供安全保障。

（三）技術(shù)水平薄弱

無人機(jī)內(nèi)部機(jī)械性能較差，升降技術(shù)沒有及時(shí)完善，抗風(fēng)能力不足，設(shè)備的承載和續(xù)航時(shí)間有限。并且智能化技術(shù)還有待提升，無人機(jī)大多通過人工操作，能夠?qū)崟r(shí)觀察環(huán)境周圍變化，但飛行期間無法實(shí)現(xiàn)檢測到外部危險(xiǎn)自動(dòng)調(diào)控的功能，很容易發(fā)生故障，使得設(shè)備的可靠性大打折扣。另外，無人機(jī)內(nèi)部自動(dòng)處理數(shù)據(jù)的能力較差，獲取的大量影像資料清晰度并不高，而且不能快速進(jìn)行三維場景重建，影響實(shí)際的救火工作。

四、加強(qiáng)無人機(jī)撲救森林火災(zāi)力量建設(shè)的思考

（一）增強(qiáng)無人機(jī)應(yīng)用的可靠性

無人機(jī)的飛行速度受到自身設(shè)備的限制，能夠抵抗氣流的能力較差，因此，對(duì)于火災(zāi)上空的高強(qiáng)氣流并沒有辦法及時(shí)處理，會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的故障。從近幾年無人機(jī)在火災(zāi)現(xiàn)場的表現(xiàn)來看，發(fā)生事故的概率較高，嚴(yán)重影響無人機(jī)在森林防火工作中的運(yùn)用，所以技術(shù)人員要提高無人機(jī)安全性能，根據(jù)森林防火的實(shí)際需求，加強(qiáng)無人機(jī)在防火中的實(shí)際運(yùn)用。

（二）設(shè)計(jì)專門用于防火的無人機(jī)系統(tǒng)

設(shè)計(jì)專門用于防火的無人機(jī)系統(tǒng)，首先，要在系統(tǒng)內(nèi)部，根據(jù)不同地區(qū)的火災(zāi)情況設(shè)置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，及時(shí)統(tǒng)計(jì)火災(zāi)現(xiàn)場的地形地勢，讓無人機(jī)能夠根據(jù)環(huán)境和氣候自主調(diào)控監(jiān)測系統(tǒng)。其次，無人機(jī)要多用于實(shí)踐，綜合運(yùn)用各種技術(shù)，在無人機(jī)系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用搖桿操控技術(shù)和磁力探索技術(shù)，增加無人機(jī)承載能力，讓無人機(jī)的作用在防火救災(zāi)工作中得到最大化發(fā)揮，及時(shí)傳送影像資料，做好預(yù)警工作，通過自身優(yōu)勢快速分析火災(zāi)情況，給消防工作人員傳遞救火信息數(shù)據(jù)。

五、結(jié)語

科技進(jìn)步帶動(dòng)了各類精密設(shè)備儀器的發(fā)展，無人機(jī)能夠通過遠(yuǎn)程遙控完成人們無法完成的工作，降低災(zāi)害對(duì)消防人員的生命安全威脅。無人機(jī)用于森林防火工作中，通過快速獲取大量的影像資料，實(shí)時(shí)觀察森林火災(zāi)發(fā)展情況，能夠有效保護(hù)森林，及時(shí)滅火，保證森林資源的長遠(yuǎn)發(fā)展。

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