試析無人機系統在森林防火方面的應用及其發展

趙干軍

（寧明縣百合林場，廣西 崇左 532500）

隨著我國社會經濟的逐漸進步和發展，科學技術也有了非常重大的科學突破，特別是無人機系統的整體開發和利用。在現階段具體的發展中，部分企業單位把無人機系統逐漸應用在森林防火方面，能夠明顯影響后續工作。所以，在具體發展中應該積極實現無人機系統的整體優勢，逐漸提高無人機系統在我國森林防火工作方面的整體應用，來更好地提升科學技術的水平，從而推動我國現階段社會主義的現代化目標建設變得更加科學化以及合理化。

1.無人機系統的簡介和工作原理

無人機就是無人駕駛的飛機，通過無線電的遙控設備和自控程序來進行操作的一種無人飛機，目前被多個行業及領域廣泛應用，包括航拍、傳染病監控以及電力巡檢等方面。和載人飛機比，無人機的整體體積更小且成本較低，安全性也相對更強。無人機系統是由無人機和相關配套設施共同組成的，包括運輸儲存裝置、通信設備以及維護設備等多個設備，可以保證無人機能夠正常使用，有效保證功能的正常發揮。

無人機系統的整體運行是靠包括飛行、地面處理和機載控制的一系列系統彼此協調合作一起實現無人機的相關操作的。飛行系統能夠再次分成控制器、通信器以及傳感器等相關構件,最主要的作用就是保證無人機可以一直處于運行狀態；地面處理系統由處理器、發射器和計算機等相關構件組成, 可以根據傳輸器把無人機的相關數據信息予以獲取, 通過處理器以及計算機系統把數據信息予以處理, 然后傳輸到工作平臺里；機載控制系統則包括了傳感器、CCD攝像頭以及執行器等相關結構,因為無人機的整體規模較小,承載能力較弱, 所以機載控制系統就應該有耗能低以及質量小等最基本特征,發揮的作用主要是對森林火災的相關圖像進行收集，然后把數據信息傳輸到地面上的相關工作平臺。通過三個系統的彼此相互協調,讓無人機系統在我國森林防火工作上有了很高的應用價值。

2.無人機系統在森林防火方面和技術方面的現狀

無人機最早出現是在第一次世界大戰中，從該技術誕生以后，多個國家都在逐漸效仿。而且隨著無人機的不斷發展，相關系統也有了明顯的進步和完善，讓該技術被廣泛應用在森林防火的整體監控以及救災的工作里面，能夠有效保護相關的森林資源和大眾的生命安全財產。我國的森林資源是多種資源里面非常重要的一種資源，但是森林資源因為季風性氣候的相關影響，夏季高溫干燥的天氣就很容易發生火災，所以我國目前對森林資源的整體保護就比較依賴無人機系統的相關應用。所以，我國對于無人機系統的具體應用也有比較高的重視。除此之外，對于森林資源的具體保護，很多方面的滅火技術彼此結合使用的手段也成為系統開展防火監控的主要代表。所以，森林資源相關部門對無人機系統進行使用時，很多無人機的處理技術就會受到滅火速度的影響。因為美國制造無人機系統的時間比較早，在該技術的具體開發和應用上的技術都比較完備，所以，目前美國的整體無人機技術影響較大。

2013年我國在大興安嶺林區內使用無人機開展森林防火的相關巡查, 是我國第一次利用無人機的技術來進行森林防火的巡查工作, 在這架無人機里面配有了比較專業的相關智能監控的系統,既能夠實時地和林區工作人員進行數據信息的傳輸, 還能對林區內的所有位置予以快速的定位,從而有效地提高了大興安嶺林區里面的整體森林防火的強度。在這之后，武漢一家科技公司也把無人機技術和GPS、數據處理以及傳輸技術等多方面的專業技術一起結合, 一起創造出了整體智能性比較強的相關無人機來開展森林防火等主要工作, 可以明顯提高我國森林防火的整體安全系數, 被廣泛認可和關注。美國航天局在2006年曾使用無人機在模擬的相關森林火災的上空開展巡航,利用紅外掃描的儀器對模擬的森林火災的具體位置范圍開展掃描與評估,快速找出主要的火災點,把相關的數據信息及時的傳輸到林區工作人員的相關工作臺里,幫助工作人員盡快處理火災方面的工作提供特別重要的整體理論依據。客觀來說, 現階段國外部分發達國家相關無人機的技術逐漸到了比較完善的發展階段, 所以應用也比較廣泛,但是我國目前的無人機技術還在發展的最初期階段, 即使在具體應用里面也有了比較大的效果, 依然有能見度較低、 通信不通暢以及檢測體系不夠完善等多種不足之處,所以應用讓相關工作人員進一步地進行完善。

3.無人機系統在森林防火方面的應用

3.1 空中巡航

無人機系統可以分作兩個部分，飛行器是主體以及地面控制的中心，能夠利用全自動或者是半自動的控制來進行飛行、監測以及記錄等多項任務。無人機系統主要通過遠程遙感、GPS系統、數字傳輸以及無線通信等相關技術把飛行中收集到的相關地表信息的數據以及圖像影音的資料更加快速準確地對地面控制的中心進行傳送。無人機在我國森林防火工作中的具體應用，能夠彌補我國現階段人工監測的某些漏洞，還能更為迅速全面地獲取森林防火的整體信息，從而最大限度地降低火災出現的概率。除此之外，無人機系統里面還配有高分辨率的相關攝像以及紅外線探測的裝置等多種高科技的設備，可以采集到更加高清的地表圖像，并把相關圖像內容快速傳送到地面的控制中心，使其能夠更全面的掌握森林資源的動態。而且無人機系統的整體飛行、控制以及收回等操作都非常簡單快捷，防火的工作技術人員能夠盡快掌握并合理應用到森林的防火方面工作里。因此，無人機系統通過在空中巡航中的有效應用，能夠有效降低森林防火工作人員的整體負擔，并且幫助他們及時準確獲取森林防火的數據。

3.2 火災撲救

森林火災大多是地表的可燃物在暴曬、極度干燥或者是人為點燃造成的，整體蔓延的速度比較快，由于地表植被的覆蓋面比較廣，被發現時的火勢已是比較大的規模了。而且在火災的實際撲救中，不能從地面直接到達火災中心的區域位置了解火災的實際發展趨勢，而常規的載人飛機在開展空中指揮時會受到相對高度、具體風向以及火勢大小的多方面影響，使得工作人員不能近距離的了解火災狀況，還有不同程度的危險性。隨著無人機系統在該方面的具體應用能夠從根本上解決這些問題，保障工作人員的人身安全，并能夠根據實施傳輸到工作中心的圖像全面觀測火災受害位置的動向，根據科學的分析來預測相關火災的具體發展趨勢，能夠及時撲救并科學預防。除此之外，無人機系統在地面的指揮中心還能高效地開展救援工作的合理部署，根據實際情況對救援隊伍的撲救和撤退的路線進行科學合理的規劃，有效提高火災救援工作整體的安全性。部分大型的無人救援機還能在空中灑水與之配合進行滅火工作，徹底做到安全、迅速以及科學地撲救森林火災。

3.3 循環監測

相關工作人員能夠對無人機的參數具體予以合適調整來實現對相關無人機系統的有效控制,在溫度較高的某些特殊時期,讓無人機進行不間斷地整體循環監測,幫助工作人員可以在第一時間觀測到火情,并快速地開展有效處理, 防止由于小部分區域內的火情而引發比較嚴重的后果。當林區發生火災時,無人機系統能夠準確快速地把火災的具體區域傳輸給工作人員,還會持續的發出相關警報,這樣工作人員能夠根據其傳輸的位置信息,盡量在最快的時間里控制森林的火情。即使沒有出現森林火情,無人機系統的循環監測還能作為預防的措施, 來提高森林防火區域的質量水平。

3.4 日常監測

無人機系統對于森林防火的日常監測也有著非常重要的整體應用價值。根據地面的控制中心對相關無人機的具體飛行軌跡予以合理規劃，并在特定范圍里面開展24h的不間斷監測。以便在第一時間獲取森林火災，并及時地向指揮中心報告準確的起火點，從而可以針對性地進行救火方案，盡快控制具體的火勢范圍，盡量減少森林火災造成的環境破壞和對人身安全的威脅，防止出現更大區域的火災。在實際的日常工作中工作人員要對無人機的飛行區域的軌跡進行有效劃分，保證能夠全方位的監控森林的具體變化情況。無人機在日常監測中能夠隨時把森林的影像圖片資料以及數據分析送達到控制中心，實現精準監測，及時排除具體火災的隱患，防止大面積森林火災的出現。

3.5 災后余火的監測

森林火災在撲滅以后，關于余火現階段還是要靠相關消防人員開展現場留守的清理以及巡查監測。如果是受災面積過大以及林情較為復雜的森林火場，相關余火清理的整體難度就比較大。余火大多是陰燃，只有少量青燈甚至無煙，有著比較強的隱蔽性，僅僅靠人工巡邏進行清理，大多只能等到余火大范圍擴散才會被發現，而且火場附近的可燃物被熱輻射所影響就會變得比較干燥，很有可能造成火情再起并且快速蔓延。但是無人機可以搭載相關紅外熱成像儀，在空中對撲滅后的火場開展余火監測，利用GPS定位，能夠直觀地展現火場的整體熱值分布，有效標出易燃區域，幫助消防人員的具體余火清理劃分正確方向，來有效提升余火清理的整體效率，減少余火清理的難度，還可以有效防止消防人員被余火復燃所影響，提高余火清理的整體安全性。

4.無人機系統在森林防火方面的發展

4.1 優化云臺搭載

因為現階段使用的無人機的體型都比較小，因此負重能力也比較有限，因此需要對不同設備進行不同的組合，使森林防火的相關工作人員根據實際需求來安裝不同作用的云臺。在項目的具體落實中應該首先優化云臺與無人機的主體間的相關銜接設備，可以多次應用卡筍完成對無人機整體的相關設計工作。也可以把云臺的相關控制系統與無人機系統的飛行控制系統進行隔離，來減輕主體與云臺彼此連接的操作難度，提升無人機的簡捷度，從而完成對相關設備的更好安裝。

4.2 數據采集的高效化

就目前而言，無人機在森林防火工作的應用有了比較明顯的成果，但是仍然有非常大的發展空間。在未來的發展中無人機的整體數據采集功能也會變得更加高效化，根據對終端設備的不斷更新及升級，能夠有效處理相關數據，從而給森林防火方面的工作予以可靠的支撐。

4.3 遠程指揮

森里防火的工作人員利用無人機系統的相關傳輸資料，來保留數據材料，并開展下一步的指揮，從而有效提高整體的工作效率。對于未來無人機的整體升級設計以及應用里面，相關工作人員需要結合無人機傳輸的相關森林資源的具體特點，開展針對性地設計規劃，確保無人機系統在劃分的具體監測范圍中正確利用相關資源，并上傳準確數據，最大限度地避免技術資源的浪費。除此之外，地面的指揮中心根據對無人機的整體控制，來有效調整正確的應對策略，來提升無人機系統的整體應用水平，更好的協助森林防火方面的工作。

4.4 監測功能的統一化

目前無人機系統在我國森林防火方面的應用盡管有了比較明顯的成果，但是仍然還有部分問題，首先是任務執行的環節，假如無人機發生問題，而且不能自我調整，就很可能造成墜機，耽誤監測連續性；其次欠缺可靠的整體升降技術，相關抗風能力也不足且續航能力整體偏弱；最后數據采集的精確度比較薄弱，還可以繼續提高。對于這些問題，就需要做好無人機系統相關監測功能的具體整合工作，來提高整體性能，從而充分實現在森林防火工作的具體作用，來有效減少森林火災的相關風險。

4.5 日常監測

無人機系統在我國森林防火方面的應用還有部分問題。因此在未來我國無人機系統的具體應用中，需要提高無人機系統的整體升降飛行的能力、持續續航、故障監測的能力、對于惡劣氣候的整體穩定性和相關數據的足夠精準采集的功能。應該積極研發比較新型的機身材料，來降低無人機的自重，提高整體安全性能，并整合現階段的監測數據，來有效提高相關系統數據的整理能力，對于不同區域的森林防火方面的工作制訂針對性的監控方案，來充分實現無人機在森林防火工作中的整體應用價值，減少森林火災的出現概率。

4.6 指揮系統的精確化

在現階段的技術下，無人機整體的指揮系統逐漸趨于成熟，和數據資源的有效配合可以在森林防火方面里發揮非常重要的作用。無人機在具體運作中獲取的多方面的圖像信息，相關指揮系統能夠快速準確地進行分析，對信息的整體價值做出合理判斷，實現信息資源的整體質量控制，并且刪除無用的信息，降低傳輸資源的整體占用情況。對于無人機系統的具體應用環節，工作人員可以從森林相關資源的具體特點出發，保證無人機可以在目標位置內活動，從而有效確保工作效果，防止資源浪費。

綜上所述，在我國森林防火方面的工作中，無人機系統能夠發揮重要的價值，能夠完成日常巡視以及循環監測，還可以為火災的具體撲救傳輸足夠的數據信息的支持，確保火災撲救的整體效果。通過無人機開展空中巡航，能夠準確定位具體的火災位置，并且和地面的指揮中心進行密切聯系，幫助工作人員進行數據的有效整合和遠程指揮。無人機系統在未來的森林防火方面有著非常好的整體發展前景，需要積極更新和推廣，讓其在森林防火方面中展現更多的作用。