在森林草原防火中無人機的作用及發展趨勢

李文淵

摘要：通過探討在森林草原防火當中無人機的作用以及無人機未來的發展趨勢，希望能夠最大限度地保障人們生命財產安全，也可維護生態環境，提高森林草原的防火性。最終也能夠促進人類社會的長遠發展，進一步地推動社會經濟的增長，提高人們的生活水平。

關鍵詞：森林草原防火；無人機；作用；發展趨勢

隨著社會經濟的快速發展，科學技術得到了飛速的進步，無人機也應用于各行各業當中。現如今，在森林草原防火中，無人機的應用越來越廣泛。在實際應用時，相關工作人員還應當充分發揮無人機的應用優勢，同時學會技術創新，提高科學技術的應用水平。要充分借助無人機來完成森林草原防火工作，達到保證人們生命安全的目的。

1 無人機在森林草原防火當中的應用現狀

在第一次世界大戰當中，無人機最早被投入應用，隨后一些國家開始真正意識到無人機在實踐中的作用，同時也大力投入于無人機的改造和開發研究中。經過了多年來的發展，無人機不僅在某些特定領域中發揮著不可替代的作用，也逐漸應用于各個行業當中。在科學技術不斷發展的今天，許多的森林草原在防火工作中都需要借助無人機技術形式，才能夠維護人們的生命財產安全。而森林草原防火中的無人機應用也是必不可少的元素，可以實現保障森林草原資源的目的，同時也能夠在防火技術應用和防火監測等過程中作出杰出貢獻，使得森林草原防火工作的質量得到改善。如何利用無人機開展一系列的防火工作，也是從業者應當認真探討的話題。如果無人機設備存在質量問題，或者相關工作人員不具備專業能力，降低了森林草原防火工作的效率，很可能會造成嚴重的后果，或者帶來巨大經濟損失，或者造成人員傷亡。通過認真探討無人機在森林草原防火工作當中的應用現狀和不足之處，也可找到后續的改進方法，提高整體的應用水平[1]。

1.1 標準化體系尚未健全

當前在國內尚無形成完整的無人機生產體系，不同工廠或相關生產企業往往按照自己的標準完成產品的生產過程，以至于在市場當中，許多無人機的質量無法達到專業要求。參差不齊的設備也會影響到使用時的效果。相關林業部門和森林消防隊伍由于這種現狀，在實際的工作中會受到極大限制。且在無人機的研發方面也仍舊存在許多的問題，相關設備在防火滅火方面也會存在耐熱性不足、續航能力不夠等等現象，因而無法真正達到標準化體系運作和設備操作的目的。

1.2 智能化水平相對薄弱

當前許多的無人機產品都由人工進行操作，地面人員通過操作無人機獲取相關信息，達到防火滅火的目的。這種操作現狀會使工作人員自身的感知能力對最終的防火滅火結果影響極大，工作人員需要通過自身感知，了解周圍的飛行環境，同時也要及時發現無人機的故障，這對工作人員而言是能力的巨大考驗。而在實際進行操作的過程中，有許多工作人員自身的能力水平較差，智能化水平相對薄弱，無法就數據信息進行合理的分析，且許多的數據需要依靠后期處理，設備的智能化水平低，也會影響到整體的工作效率[2]。

1.3 實戰化的程度不成熟

當前許多的無人機還存在著搭載能力局限性的特點，在實際進行操作的過程中沒有專業體系進行支撐，市場上的相關機型過于單一化，因而無法真正達到防火滅火的目的。許多防火滅火工作都以小型無人機進行操作，整體的生產數量有限，在飛行速度時間、高度等等方面人就擁有極大的不足之處，也會影響到實戰效果，整體的實戰化發展程度不成熟，因而在應用的過程中會存在極大的局限性。

2 無人機在森林草原防火當中的實際應用

無人機在運行的過程當中需要通過借助地面處理系統、飛行系統、機載控制系統等等達到高效聯合的應用目的，從而使得整個無人機設備可以正常運作。同時，機載控制系統又可以細化成其他的組分，每一個組分共同協作，才能夠完成無人機的操作，無人機通常整體的規模較小，因而承載力較差，大部分的設備都存在著能效較低的特點。規格小、質量好的無人機才能夠在火災事故發生時及時收集相關信息并反饋至工作人員的設備當中。同時，地面處理系統也可分為傳輸器、發射器、計算機系統等等構件，這些構件共同發揮作用，才能夠達到信息處理的目的。將信息經過統計和處理后，可以及時傳輸至相關工作平臺。飛行系統則包含通信器、集體、執行器等等構造，在整個飛行系統運作的過程當中，這些子系統共同發揮著作用，才能夠使無人機正常運作[3]。

2.1 巡查巡護與預警監測

在森林草原防火的各項工作執行時，日常預防工作尤為重要。以往在進行日常預防時，通常依靠人力完成地面的巡查巡護工作，而在技術發展后，無人機能夠通過相關操作過程，擴大了整體的監測范圍。而且由設備進行操控可以更具靈活性，從而將設備操作至人和車難以到達的區域，掃清森林草原防火監測的盲點。這種技術方法可以解決現階段在靈活監測時的一些不足之處，同時無人機設備也可以利用相關操作系統，自動定位火情的位置。在了解火勢情況后，可以及時發出預警，從而提高監測手段的科學性和準確度，顯著提高森林草原火災的整體監測水平。另一方面，借助無人機進行日常的巡查工作，可以降低相關林區巡護人員的工作壓力。工作人員可以通過操作無人機設備分布至相關區域，了解森林草原的情況，再配合巡查巡護，以提高整體的工作效率。當發生火情時，也可借助無人機及時發現火災位置，達到早發現早撲滅的目的。在這種情況下，也能夠避免人員傷亡，或者盡量降低人員傷亡和經濟損失。在無人機技術不斷發展的當前時代，南方的一些城市，如深圳、廣州等等，已經將無人機作為護林防火的重要設備。這些設備在實操的過程中也在野外火源管控中發揮了重要的作用，達到了良好的火源管控效果。

2.2 火場偵查和應急撲救

當森林草原的火災發生之后，通常在火災發生區域的上空會有濃煙密集。再加上森林草原區域具備著氣候條件的不確定性，因而在火災時森林草原的能見度極低，環境非常復雜。借助無人機搭載相關的影像設備，可以在偵查監測的過程當中了解火勢情況，也可及時觀察火災發生態勢，決定后續的搶險救援工作模式。相關指揮人員在收集圖像和數據資料的前提之下，可以快速地決定后續的滅火方案。再由專業的工作人員進行現場撲救，有效完成森林草原的救火工作。在這種工作模式之下，能夠顯著改善整體的工作效率，使相關指揮工作人員的決策更具準確度。同時可以在火災發生的初期及時滅火，避免火勢進一步蔓延，影響到相關工作人員的人身安全。在某些地形相對險峻的區域，人員和車輛很難及時進入著火點。借助無人機可以搭載滅火彈，從而及時鎖定火點，最終得以精準滅火，進一步地減少整體滅火成本，也可維護工作人員的人身安全[4]。

2.3 余火監測

森林草原的火災在撲滅之后通常需要及時了解火場的余火情況，要安排工作人員進行現場的留守和清理。如果森林草原的火災波及范圍大，相關植被又屬于極易易燃物。在余火清理時，也會存在許多的困難。當火災發生時，火災區域的濃煙逐漸彌漫，余火通常為陰燃狀態，具備著極強的隱蔽性，所以相關工作人員在進行清理時可能難以及時發現。如果余火進一步擴大，相關易燃物質可能會受到輻射逐漸干燥，從而造成復燃，引發二次火災。所以我們可以借助無人機進行余火監測，無人機在搭載紅外線成像儀之后，能夠快速捕捉現場的情況，及時了解火場的熱值分布數據，從而傳輸至工作人員的設備當中。最終，工作人員可以根據數據內容，分析火場的易燃區域，同時了解肉眼不可見的余火區域，及時撲滅復燃隱患物質，達到火場余火高效清理的目的。借助無人機設備能夠避免余火復燃所造成的損失，也可維護留守工作者的人身安全，使工作人員能夠快速高效地完成余火清理過程。

2.4 火災調查與評估

當森林火災發生之后，應當在最短的時間之內完成現場的火災調查和評估工作，從而獲知起火點的位置以及起火的原因，提高森林草原防火滅火時效性，這一點也尤為關鍵。通常，火災發生區域具備著危險系數高、地形復雜的特征，相關調查人員很難及時接近現場區域，否則可能會造成人身安全的威脅。所以借助無人機進行火災調查，能夠確保調查工作的時效性。無人機自身的靈活性較強，也具備著極高的適應性。續航時間長，可以及時拍攝相關影像資料，了解林火的蔓延方向，及時獲知起火點。在調查火災發生原因以及后續的滅火方案時，能夠擁有極大的助益，可以達到火災案件有效查處的目的。同時，相關工作人員可以借助無人機在空中拍攝照片，對林火的邊界點、過火邊界、受災林邊界等進行定位，及時調查林火的受災程度。在現代技術應用的過程中，通常會將多種技術形式進行聯合應用，無人機也可借助GPS定位系統對受災面積進行計算。這種災后評估的方式極具精確度，也可使工作人員的調查評估工作量減輕，工作壓力得到緩解，達到改善調查評估水平的目的。

3 無人機在森林草原防火工作中的發展趨勢

借助無人機設備，在森林草原的防火滅火過程當中，可以完成預警監測、火場偵查和撲救等工作，在余火監測時也能夠更具效率。無數次的實踐應用充分證明了無人機的功效，在森林草原防火滅火當中發揮著極大的作用。在未來，為了進一步地利用無人機設備，維護森林草原的安全性，可以從以下幾點來著手：

3.1 加大無人機的研發力度

為了讓無人機更好地作用于森林草原防滅火工作當中，有關科研人員應當加大研發力度，使無人機設備的質量得到改善，應用效果達到最大化。要密切關注林區草原防火工作的特征，有效開發實用技術，從而使無人機設備可以充分應用于森林草原的防滅火工作當中。比如，通過研發中轉技術、信號發射技術等等，使得無人機設備在相關數據信息的收集過程中能夠更加順暢。通過改善電池技術，能夠使無人機在實際應用的過程當中擁有更強的電池續航能力。相關研究人員也可借鑒發達國家的無人機技術，了解我國的相關設備在應用中的短板，達到揚長避短的目的。在不斷完善無人機技術同時，也可使相關設備的多元化效果更加鮮明。在森林草原的防滅火工作中也能夠更具效果，為相關工作人員的工作帶來更多的便捷。

3.2 加大無人機應用普及力度

如果未能良好地保護森林草原，一旦發生火災，會使森林草原的資源被破壞，嚴重影響群眾的生命財產安全。通過加大無人機在森林草原防滅火工作中的投入度和普及度，使無人機的應用水平得到改善，才能夠最大限度地保障森林草原資源的安全性。無人機設備的可操作性強，機身靈巧，維修養護非常方便。相較于大型的機械設備，無人機擁有著諸多的優勢，可以隨時在領區內使用，從而達到火情監測的目的。日常的巡查巡護工作也能夠擁有超強范圍，同時在火場撲救時也可發揮較強的功效，幫助工作人員減輕工作負擔，維護工作人員的人身安全。擁有諸多優勢的無人機在我國的普及力度并不算高，相關林草主管部門必須充分認識到進行無人機宣傳工作的重要性，在了解無人機的作用和價值的基礎之上，投入更多的資金在宣傳上、技術研發和設備革新上，同時使越來越多的專業人士能夠從事于相關工作當中，也可為無人機的應用和進一步發展帶來基礎條件[5]。

3.3 強化無人機團隊的技能水平

林草主管部門必須組建專業的無人機應用隊伍，使相關工作人員能夠立足于長遠發展，不斷提高個人的操作水平。在進行森林草原防滅火的過程中，也能夠不斷總結經驗，充分借助無人機的專業技術完成日常的各項工作。相關組織機構要定期展開員工培訓活動，使工作人員能夠鞏固理論知識，加強實操演練過程。在掌握無人機設備構造的基礎之上，學習一些前沿技術，熟練操作相關設備，同時也可在火災發生時精準定位火場火點，及時完成相關參數的調節工作。在穩定拍攝的基礎之上，收集更多的數據資料。相關操作人員還應注重心理鍛煉，在火災事故發生時才能夠沉著冷靜地應對突發情況。利用無人機設備完成森林草原的防滅火工作，真正為國家的發展以及社會的安全和穩定帶來貢獻。

4 結語

綜上所述，在森林草原防火滅火中，無人機能夠發揮著作用。在未來，為使無人機充分應用于森林草原的防火工作中，還應當加大研發力度和普及力度，創建專業隊伍，提高工作水平。

參考文獻

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[3] 劉富波，李巨濤，劉麗華，等.無人機平臺半航空瞬變電磁勘探系統及其應用[J].地球物理學進展，2017（5）：354-361.

[4] 紀景純，趙原，鄒曉娟，等.無人機遙感在農田信息監測中的應用進展[J].土壤學報，2019（4）：773-784.

[5] 鐘映霞，周宇飛，陳世清，等.基于無人機遙感的森林火燒跡地面積調查應用[J].林業與環境科學，2019（2）：89-94.