基于無人機航拍技術的消防救援措施探究

蔡錦星

摘要：隨著國家綜合性消防救援隊伍“全災種、大應急”的職能定位越來越清晰，消防救援隊伍的任務量不斷增加，將更多、更先進的科學技術積極推廣到消防救援工作中，有利于消防救援安全以及救援質量提升。無人機航拍就是一種極具應用價值的技術，為此，介紹了其在消防救援中的技術優勢，探討了該項技術應用于消防救援中的具體操作，以此為消防救援工作提供參考。

關鍵詞：無人機；航拍；消防；救援

中圖分類號：D631.6? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2023）11-0044-03

消防救援隊伍處置事故時，經常需要面臨各類風險。如何降低救援人員自身風險，就成為現代化消防救援隊伍建設的重要內容。同時，經過大量的數據調查分析顯示，導致消防隊員在救援中出現處置風險的原因包括但不限于災情偵查不到位、災中應變不及時、災中突發爆炸等。面對上述情況，無人機航拍技術的引入很大程度上促進了消防救援工作效率及安全性的提升。然而，部分地區在消防救援和無人機航拍技術融合應用方面仍舊存在一定不足，有待改進和完善。

1 無人機技術概述

無人機設備，是一種利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，具備造價低且體積小的特征，能夠借助搭載裝置的運行，完成實時拍攝和數據傳輸工作，因此具備一定的自動化控制能力，具體見圖1。分析無人機的技術性能時，可以從下述幾方面展開：

其一，無人機航拍過程中，操作基本以動態化為主，因在內外環境變化的影響下，動態平衡的保持是保障無人機平穩飛行的基礎條件，此時技術人員需要重點調整無人機預警機制，提升設備執行飛行任務全程的可控性，確保飛行方向與控制方向一致[1]。

其二，無人機航拍過程，需要自動化系統作為操作指引，該系統貫穿于無人機預警體系各個環節，分為總進度、分項進度計劃，兩者之間相互聯系、相互影響。

其三，無人機航拍中，受到風速、操作人技術熟練度等因素影響，飛行中會出現偏航、航速不均等情況[2]在執行航拍任務時，想要進一步將其消防救援價值發揮出來，需要專業人員來操作，確保無人機在救援階段能夠一直維持穩定的航拍狀態，并結合消防救援任務的難度層次不同，調整設備平衡性，才能為消防救援質量及效率提升起到促進作用。

2 無人機航拍技術在消防救援中的應用優勢

2.1? 機動性及靈活性高

通常情況下，消防救援中使用的無人機重量不超過100kg，飛行控制系統也主要以自動飛行系統為主，配合1～2人，即可比較靈活地達成無人機消防救援任務目標[3]。部分應急性消防救援現場處理時，受到災害潛在風險高、環境復雜等因素的限制，消防救援人員無法以駕駛車輛的方式在被毀壞的救援道路上完成救援，甚至部分區域徒步前進仍舊會遇到重重阻礙，導致消防救援人員自身生命安全受到不必要的傷害。面對此場景，無人機可以很好地發揮出起飛條件低、地形要求低的優勢，能夠快速適應救援現場復雜的環境條件，完成災害現場的全局事故現狀拍攝工作，并憑借敏捷性強、反應速度快的航拍特點，快速達到指定救援點位[4]。

2.2? 成像視野更為全面

無人機航拍技術應用中，超視距控制功能的實現需要依賴于數據鏈技術支持，結合消防救援現場情況，按照距離不同、角度不同、光照條件不同等差異化救援需求，完成各類無人機航拍任務[5]。一方面，無人機航拍可以應用到高海拔的消防救援攝像中，在空中遙控調整角度和距離之后，將拍攝到的圖像數據直接轉變為消防現場決策制定的關鍵因素，為后方指揮中心提供救援支持。另一方面，借助于遠程控制的方式，調整無人機的角度和鏡頭對準位置，就可以得到更加精準的地面災情圖像，尤其是在低空位置，無人機對于災情的跟蹤拍攝能力明顯更強，為后方指揮中心實時輸送分辨率更高的救援現場圖像信息[6]。此外，部分無人機在輔助消防救援時，還可以配備紅外線夜視功能，以此更加全面地完成信息搜集工作，為災害事故現場的實時管控和監測提供支持，提升消防人員的滅災監測水平和救援能力。

2.3? 拍攝操作更加簡便

通過機體所攜帶的遠程視頻傳輸和控制系統，消防指揮中心可以直接查看實時拍攝畫面，從而在救援中僅是通過遠程控制的方式，就可以讓無人機完成各項救援任務下達的動作指令[7]。此外，從無人機的應用操作來講，操作復雜性和難度并不高，重點操作飛行、音頻、視頻控制這三大兼容模塊，就可以完成大部分的消防救援任務，為救援工作效率提升起到促進效用。

2.4? 安全可靠

將無人機航拍技術應用于消防救援中，可以更為從容地應對暴雨、臺風、峽谷、深淵、易燃易爆等一類極端消防救援場景，并以遠程操控的方式有效彌補消防救援隊伍的火災救援短板，為消防救援人員在救援期間的人身安全提供保障[8]。另外，將無人機航拍技術應用到災害事故現場中，還能夠完成事故現場的動態跟蹤處理工作，為消防指揮提供更可靠的決策支持，為消防救援人員、災害現場施救人員提供更加可靠地保障基礎，提升救援的安全性，促使災害事態朝向良性方向發展，降低災害損失，避免救援人員傷亡。

3 無人機航拍技術在消防救援中的具體應用

3.1? 災情偵察

消防救援過程中，無人機能夠快速深入災害事故現場的核心區域。通過無人機上的可見光照相機及紅外熱成像儀，按照預先設定的指令或是程序，完成消防救援期間的各類災情偵查工作，將拍攝的圖像信息實時傳送至地面指揮部系統中心，由消防指揮人員做具體分析[9]。無人機還會將所拍攝到的圖像一一記錄至系統中，并主動做數據回收，為后續救援的下載和使用提供支持。伴隨著無人機技術的不斷革新和優化，無人機設備的應用性能也在不斷完善。例如，在無人機上加裝了全球定位系統之后，無人機將攜帶與專業偵察衛星配合使用的功能，且在信息的可靠度以及準確性方面也得到顯著提升。以2015年福建省漳州市二甲苯裝置漏油起火爆炸事故為例，當地消防救援總隊通過與周邊社會單位協調和溝通之后，共攜帶了3臺無人機在爆炸現場輔助展開災情偵查工作，由無人機航拍后實時傳輸回來的現場視頻，通過中通衛星車將視頻傳輸至災害現場的后方指揮中心，由救援指揮人員結合視頻信息制定救援計劃，并結合航拍信息的實時傳輸畫面，在現場隨時調整救援計劃，充分為現場救援指揮調度和火場態勢控制提供了數據支持。在我國，這是首次在爆炸性事件的消防救援領域中應用無人機參與救援實戰，所取得的成效超出預期。結合此次救援實例，我國開始在消防救援中大范圍推廣無人機的實戰應用，國家消防救援局也在此期間劃撥資金，為全國各個省份配備了無人機用于救援[10]。相關統計資料顯示，無人機航拍技術在天津港8·12危險品倉庫重大爆炸事故、江蘇3·12重大爆炸事故等大型消防救援中，均發揮了不可忽視的作用。

3.2? 航空遙感

無人機航拍設備本質上是一項新型的遙感監測平臺，運行中會按照預定的航線，完成攝像和自主飛行工作，并為無人機指揮中心實時傳遞遙感檢測數據。在2018年的山東壽光洪澇災害消防救援過程中，依托于無人機航拍技術完成的遙感測繪工作，充分在高空位置航拍到洪澇災害中心的高分影像數據，為后方消防救援指揮中心制定正射影像地圖提供大量精準數據，并在災害救援地圖中明確標注出被洪澇災害淹沒的區域范圍、消防車輛點位以及災害現場排水設施等各項復雜設施的數據。在洪災積水區域的面積測算以及積水深度測算方面，無人機也發揮了重要作用，充分為洪澇災害的抽排水方案制定和調整提供支持[11]。除此以外，在貴州7·23山體滑坡消防救援、福建泉州3·7新佳酒店坍塌、“山竹”臺風災害的消防救援中，無人機航拍技術也分別發揮出消防救援價值。

消防救援工作中，無人機航拍技術應用于正射影像地圖制作后，除了可以支持上述救援工作以外，還可以補足衛星遙感被云層遮擋等航拍短板，繼而將衛星遙感中所存在的重訪周期太長、分辨率不夠清晰、應急時間失時等問題解決。例如，在如金沙江、雅魯藏布江堰塞湖等湖海災害中，消防救援人員就充分利用無人機航拍技術，完成了災害消防救援的三維模型制作工作，以此幫助消防人員能夠更加快速地完成災害現場地形、地貌數據調研與統計工作，為災害救援時的導流渠開挖提供支持，繼而構建出更加立體、實景化的三維呈現模型，提升后續對于災害湖面每日上漲高度、救援開挖進度的測算結果精準性，并為消防救援的科學決策提供有力的支持和幫助。由此可見，將無人機航拍技術應用消防救援中，能夠制定更高效的數字化救援預案，最終為湖海災害現場的救援工作順利開展起到促進作用。

在魯甸震中龍頭山鎮地震救援中，就應用到了無人機快速三維建模技術，將地災信息在第一時間做三維可視化處理，本次地災救援也是我國首次將無人機快速三維建模技術應用于地災救援中。當敏捷三維建模完成后，能夠針對地災災害體以及災害體邊界、位置做自動判讀，完成災害量的自動計算，以此構建立體化災情電子沙盤，將更直觀、可靠的地災依據提供給聯合指揮機構現場決策人員，不僅降低了地質災害應急作業風險和勞動強度，同時對于應急調查工作效率提升也起到重要促進作用。此外，在進行地災現場調查時，也可利用無人機快速建立三維模型，期間可將多旋翼無人機、精確定位系統、微型傾斜攝影以及敏捷建模軟件聯合為一體，對部分人力難以到達、地形環境復雜的地災區域開展救援作業，為自動建模實時輸回超高分辨率的現場數據，提升地災救援效率。

3.3? 輔助救援

無人機航拍技術應用中，會將不同功能模塊掛載至無人機設備上，為救援行動展開提供必要的輔助和支持。例如，無人機航拍期間可以同步搭載安全繩、食物、防毒面具以及飲用水等應急物資，并通過空投的形式，直接在消防人員無法進入的位置上空投放生命生存的必要性物資，以此為后續救援工作提供緩沖時間和條件。此外，無人機航拍技術還可以完成以下輔助救援工作：

其一，為災害中心人員搭載救生圈，如在溺水類救援中，可以加快消防救援效率，為溺水者提供自救條件，使其能夠支撐到后續救援人員到來。

其二，利用無人機掛載對講機，將對講機拋送至受災人手中，為其與消防救援人員之間建立起通暢的溝通渠道，提升救援效率。

其三，在無人機上掛載高音喊話設備，一方面可以引導災害中心人員快速按照正確路線逃離災害范圍。另一方面則可以對部分被困人員的情緒做好維穩，鼓勵其保持良好的心態，等待救援人員到來。

其四，在無人機之上掛載滅火彈。部分高層火災現場救援中，可以在無人機之上搭載滅火彈，遙控無人機升至火災高度，面向火災區域實施滅火處理。

3.4? 交通事故搶險

當出現交通事故時，交通擁堵問題必然緊隨其后，此時前往現場參與救援的消防車隊想要以最快速度達到救援現場，提升救援速度，就必須選擇最佳路線。此時，就可將無人機應用于消防救援中，通過遠程遙控無人機得到現場傳回的畫面數據，掌握事故周邊的基本交通情況，以此保障消防救援人員能夠結合最真實的決策數據，制定最有效的決策方案，最快速度完成消防搶險救援工作[12]。與此同時，當救援人員到達現場之后，還可以利用無人機實時拍攝視頻做好現場救援力量調度工作，包括醫療資源、現場施救等社會資源的調度，促使交通事故的整體救援效率提升。利用無人機航拍技術輔助交通事故救援時，也可通過遠程遙控的方式，調整事故周邊的交通導流制度，分析受到交通影響的周邊路況，盡快恢復周邊車流正常通行狀態，降低交通事故危害和負面影響，為交通事故的消防救援提供全程支持。

4 結語

綜上所述，消防救援工作中想要全面提升救援的及時性，保障人民生命財產安全，充分將無人機航拍技術應用其中很有必要?？蓱脽o人機航拍技術做好災害現場情況偵查工作，為后續救援工作流程制定提供依據。借助于無人機航拍技術完成消防救援現場的航空遙感處理，為更為全面的救援方案制定提供幫助。此外，還可以有效利用無人機航拍技術為現場消防救援提供必要性的輔助，最終為消防救援工作質量進一步優化奠定基礎。

參考文獻：

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[10]福建省測繪地理信息局.古雷px火災救援現場 各種民用無人機顯神通[DB/OL].https：//m.huanqiu.com/article/9CaKrnJJVWk.

[11]大水無情人有情，科力達無人機助力壽光救災[DB/OL].https：//www.sohu.com/a/253356391_100013511.

[12]孫雷.無人機在消防滅火救援工作中的應用研究[J].中國科技縱橫，2021（1）：108-109.

Exploration of fire rescue measures based on drone aerial photography technology

Cai Jinxing

（Pudong New District Fire and Rescue Division，Shanghai 200120）

AbstraCt： With the national comprehensive fire and rescue team's function of "all kinds of disasters and big emergency" becoming clearer and clearer， the task of the fire and rescue team has also increased， and more and more advanced science and technology is actively promoted to the fire and rescue work， which is conducive to the safety of fire and rescue and rescue quality enhancement. Drone aerial photography is a kind of technology with great application value， for this reason， it introduces its technical advantages in fire rescue， and discusses the specific operation of this technology applied in fire rescue， so as to provide reference for fire rescue work.

Keywords： drone; aerial photography; firefighting; rescue