無人機系統在森林防火中的應用探析

劉麗萍 李云芳

摘要：森林火災是森林自然災害中破壞性、危害性極大的災害之一，其突發性強、撲救難度大，一旦蔓延開來，會對森林資源及林區生態系統造成極大破壞，危及林區人民的生命財產安全。無人機是一種可遠程操控的無人駕駛飛行器，在軍事領域的發展應用已經相對比較成熟，近年來逐漸在氣象、農業、林業等民用領域得到廣泛的應用。基于此，本文章對無人機系統在森林防火中的應用探析，以供相關從業人員參考。

關鍵詞：無人機系統;森林防火;應用探析

隨著時代的發展，科學技術不斷更新和進步，科學技術逐漸被應用于日常生活的各個方面，如將無人機系統應用于森林防火工作中。森林防火對于保護國家森林資源及維護人民的生命財產安全具有重要意義，相比傳統的預防及救援方式，無人機系統更安全、更科學，值得在森林防火中推廣使用。

1無人機系統簡介

無人機是通過程序控制和無線電遙控的一種飛行裝置，是對所有無人飛行裝置的統稱。無人機的特點在于體積較小、造價較低、操作較為方便等。在相同的時間內，無人機的工作面積相對更大，且消耗的成本更少，具備更強的機動性，能夠實現一鍵回收。同時，無人機有著更強的清晰度，能夠幫助自然保護區進行實時火情了解。另外，無人機還具備無線數據和數字傳輸的功能，無需進行野外架線即可實現大范圍監控，主要應用于森林火情偵查和火情定位以及搶險救災的輔助工作。因為無人機的操作無需人員進入現場，所以具備較強的安全性，避免了火情偵查工作中存在的局限性，能夠有效實現自然保護區的數字化管理，大大減少自然保護區管理的成本和支出。在對火情進行偵查的同時，也能夠實現野生動物、病蟲害以及生態環境等方面內容的監測，對于自然保護區的建設管理工作提供了重要的幫助。

2無人機系統的特點

2.1應急飛行

對于各類環境突發意外、重大污染事件而言，無需飛行員進行駕駛，借助地面遙控，就能夠讓無人機對目標高危地區進行航拍，隨時對這一地區有關的情況進行監測，并反映出污染是否發生擴散的情況，最終，搜集所需的相關監測數據，為有關人員制訂出搶救方案提供客觀參考。

2.2數據采集準確

無人機技術的測量范圍更加廣泛，在大范圍的監測中可根據光譜分析的原理和技術對檢測空間中的數據進行全面準確地采集和分析，并通過多次測量和分析使數據變得更為精確有效。

2.3機動靈敏

無人機本身的重量較輕，不會被飛行環境所影響，對飛行場地的要求也不高，飛行方法十分靈活，可以更為訊速地響應各項航拍任務。大多無人飛行任務所需的航拍高度低于1000m，通常都無需專門去申請空域，可以在全國各個地區實施監測。

3森林防火的現實意義

現如今，全球性氣候變暖已經發展成為一種不爭的事實，引起了越來越多科研人員的關注，我國也相繼出臺了一系列的政策以及應對方針，加強了森林資源的保護力度，并不斷地致力于拓展我國森林覆蓋面積，但是與其他國家相比，我國森林資源覆蓋率依然較低，在人均森林面積方面更是低于世界平均水平。由于我國人口基數較大，在資源利用率方面更是遠遠高于其他國家，隨著城市化進程的加快，空氣污染、城市環境污染等諸多問題漸漸顯現出來，而森林則是有效協調生態平衡與人類活動的關鍵紐帶，是大自然賦予人類的財富，甚至被譽為“地球之肺”，可有效調節生態平衡，但是我國現存的森林資源的覆蓋面積，顯然不足以彌補這些問題，在此形勢下，對森林資源的保護以及加強森林防火工作已然刻不容緩，不僅如此，森林資源更是承載著保護生物多樣性、凈化空氣質量、維護自然環境的歷史使命，我國雖在林業領域取得一定發展成果，卻依然無法滿足我國當前生態調節的實際需求，如何經營森林并做好防火工作是擺在我們面前的現實問題和長期課題。

4無人機系統在森林防火中的應用探析

4.1火災監測中的應用

針對某些森林火災發生幾率比較高的地區而言，有效應用無人機遙感技術，能切實有效地探測和預防森林火災，并著重科學合理地評估火災出現后的現場具體情況。第一，利用無人機進行森林火災發生情況的有效監測，準確探測出火點位置，并明確火災面積，發出預警提示，進而分析火點坐標，第二，通過無人機遙感技術提取相對應的遙感圖像，然后結合具體情況，將森林火災圖像有效轉化成為HSV空間，并選擇徑向基函數為向量機核函數，可更有效地識別出火災，使火災的危害程度進一步降低。第三，應用基于無人機遙感影像的熱成像數字攝像機，利用視頻圖像與灰度閾值的探測，能精準高效地判斷是否存在火災隱患。第四，利用無人機遙感能充分地對比火災前后圖像，從而進一步有效明確相似度閾值，更加智能化地識別火災的具體情況。除此之外，利用無人機遙感技術，也可以更科學精準地調查和評估火災后的具體場景，在實踐過程中，以具體的調查和評估結果為基準，從而采取更有針對性的應對策略，能提升火災監測和控制效果。

4.2災后余火監測

森林火災撲滅后，對于余火目前主要還是依靠消防人員進行現場留守清理，巡查監測。但對于受災面積大、林情復雜的火場，余火清理的難度較大。余火一般為陰燃，只有少量青燈或是無煙，具有較強隱蔽性，依靠人工巡邏清理，往往只有在余火擴大到一定范圍才能發現，再加上火場周邊可燃物受熱輻射影響變得十分干燥，稍有不慎，就可能火情再起，快速蔓延。無人機搭載紅外熱成像儀，在林火撲滅后從空中對火場進行余火監測，結合GPS定位，可以直觀的顯示火場的熱值分布，標示出火場的易燃區域，為地面消防人員的余火清理指明方向，從而有效提高余火清理的效率，降低余火清理難度，也能夠有效避免消防人員受余火復燃的威脅，增強火場余火清理的安全性。

4.3森林防火巡檢中的應用

無人機作為一種飛行器，可由飛控人員遠程對其進行操控航行。以無人機為平臺，其上可搭載一些設備和系統，能實現對相關區域遠程偵察，將現場畫面和設備運行數據實時傳到監控中心，后臺通過客戶端即可查看實時視頻并與現場互動并下達指示。無人機航拍直播等相關技術正是一種實現林業巡檢、森林監測的新技術手段。應用于森林巡檢的無人機直播平臺可選擇輕型無人機系列，考慮到森林防火巡查的特殊性，可在無人機上搭載高清變焦可見光相機系統、熱紅外攝像儀、數傳系統、高清圖傳系統等。通過無人機搭載高清攝像頭、音頻模塊以及網絡傳輸模塊，進行實時視頻和音頻數據的傳輸，再通過網絡圖傳系統將視頻、音頻數據傳回林業部門視頻監控中心，實現機動靈活的視頻監控，從而提升巡檢等工作效率，保障人員的安全。

5.結語

無人機系統在森林防火方面具有極高的應用價值。利用無人機進行空中巡航，可以準確定位火災位置，與地面指揮中心密切聯系，對工作人員的數據整合及遠程指揮都極為有利。無人機系統在森林防火領域有良好的發展前景，應積極更新與推廣，以便在森林防火作業中發揮更多的優勢和作用。

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