無人機(jī)在貴州省國有龍里林場森林防火中的應(yīng)用

唐曉宇，岳成敏

(貴州省國有龍里林場，貴州 龍里 551200)

1 引言

森林火災(zāi)是突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、處置救助十分困難的自然災(zāi)害之一。近年來，受極端氣候的影響，森林火災(zāi)逐年增多，給森林資源帶來損失。從1989年開始，貴州省國有龍里林場在森林防火工作中，大力開展“四網(wǎng)兩化”建設(shè)，有效預(yù)防和處置森林火災(zāi)，隨著科技不斷進(jìn)步，森林防火工作逐步向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化轉(zhuǎn)變，無人機(jī)被廣泛應(yīng)用到森林防火中，對防止森林火災(zāi)、保護(hù)林場資源發(fā)揮了重要作用。

2 貴州省國有龍里林場基本情況

林場1957年建場，系貴州省林業(yè)局直屬正處級全額撥款公益一類事業(yè)單位，位于貴州省黔南苗族布依族自治州的龍里縣境內(nèi)，地理位置為東經(jīng)107°1′～107°14′，北緯26°50′～26°56′，系貴陽市環(huán)城林帶，經(jīng)營總面積13329.72 hm2，森林覆蓋率93.74%，全場地處苗嶺山脈中段，長江支流烏江水系與珠江支流紅水河水系的分水嶺地區(qū)，系烏江流域中上部，紅水河流域中游。地勢西北高，東南地，地形地貌較為復(fù)雜，最高的云臺山長嶺崗海拔1700 m，最低的播基工區(qū)海拔1000 m，相對高差700 m。

3 貴州省國有龍里林場森林防火現(xiàn)狀

3.1 機(jī)構(gòu)設(shè)置

在場機(jī)關(guān)設(shè)立護(hù)林防火指揮部，兩支森林防撲火半專業(yè)消防隊，下設(shè)7個工區(qū)，根據(jù)林區(qū)分布共有15個護(hù)林站點。

3.2 防火現(xiàn)狀

全場建有無線電通訊二級網(wǎng)，火險等級天氣，全場15個護(hù)林站點，安排熟悉轄區(qū)情況的護(hù)林人員定點瞭望，一部分護(hù)林員分片區(qū)巡邏防范，并核實從瞭望點傳遞過來的火情信息，發(fā)現(xiàn)火情屬實，及時將詳細(xì)情況報告防火指揮部，指揮部接到信息后立即安排消防隊員前往撲救。

3.3 防火存在的問題

3.3.1 預(yù)測預(yù)報信息滯后

主要依靠多年來積累的經(jīng)驗，根據(jù)氣象因子預(yù)報火險天氣等級，依據(jù)氣象參數(shù)，可燃物參數(shù)、地表參數(shù)，來判斷林火發(fā)生的可能性，綜合考慮氣象因素、可燃物狀況和火源條件來預(yù)報林火發(fā)生后火蔓延速度。火強(qiáng)度等一些火行為指標(biāo)，沒有專業(yè)預(yù)測系統(tǒng)。

3.3.2 林火監(jiān)測方法落后

林火監(jiān)測主要依靠專人定點瞭望，全場形成瞭望監(jiān)測網(wǎng)，相互聯(lián)系，相互補(bǔ)充，并與地面巡護(hù)的護(hù)林員形成瞭望與實地踏查的網(wǎng)絡(luò)。瞭望點一般都設(shè)在最高的山頂，通過觀察能夠及時發(fā)現(xiàn)火情，確定火場位置，及時報告，大致方位，局部地區(qū)無法準(zhǔn)確判斷的，通知地面巡護(hù)人員實地核實。存在瞭望死角，覆蓋面不全，火情信息有時不能準(zhǔn)確及時報告防火指揮部，影響林火撲救的調(diào)度。

4 無人機(jī)在林場森林防火中的應(yīng)用

林場林區(qū)分布在龍里縣大部分行政區(qū)域，點多面廣線長，地處少數(shù)民族聚居區(qū)，少數(shù)民族燒荒、燒灰積肥、燒火取暖等隨意用火的生活習(xí)慣成為森林火災(zāi)頻發(fā)的主要人為因素，嚴(yán)重影響林場森林資源的安全，龍里林場的森林火災(zāi)具有人為性和多樣性的特點。

無人機(jī)能夠快速定位火點、確定火情，與地面人工巡防相配合，可在第一時間確定火源位置、了解火勢強(qiáng)度及火場周邊情況，幫助森林防火指揮人員和撲救人員迅速掌握火場態(tài)勢，制定科學(xué)撲火方案，及時組織撲救。

4.1 火險等級天氣配合場部附近林區(qū)的日常巡護(hù)

全場7個工區(qū)15個護(hù)林站點，部分工區(qū)距離場部較近，日常巡防主要依靠人工巡防，每個站點根據(jù)管轄面積設(shè)置護(hù)林人員的多少，分片區(qū)管護(hù)，責(zé)任到人，火線等級天氣，專人定點瞭望，其他人員分片區(qū)巡防，瞭望點發(fā)現(xiàn)火情或可疑情況，將信息通過對講機(jī)或手機(jī)傳遞給片區(qū)巡防人員，巡防人員趕到實地核實后再將現(xiàn)場情況反饋給瞭望人員，若火情屬實，則逐級上報，指揮部立即安排撲火隊員進(jìn)山撲救，這一過程相對繁瑣，花費的時間多，人力浪費大，甚至信息有時候不準(zhǔn)確。無人機(jī)可以對場部附近的干沖、大土、響水、播基、高堡等工區(qū)的林區(qū)配合地面巡護(hù)進(jìn)行空中巡查，及時核實火情、報告火場位置，做到對火情早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)報、及時將巡查過程中所獲取的影像與數(shù)據(jù)傳輸給護(hù)林防火指揮部，便于撲火指揮決策，從而實現(xiàn)森林火災(zāi)“打早、打小、打了”的目標(biāo)。對距離場部近100 km遠(yuǎn)的洗馬、和平、擺省、長寨等林區(qū)，巡護(hù)仍然以地面巡護(hù)為主，只有發(fā)生重大火情時，將無人機(jī)帶到現(xiàn)場進(jìn)行空中偵測，了解火場詳情。

4.2 火災(zāi)實時偵查與后期處理

4.2.1 火災(zāi)實時偵查

當(dāng)森林火災(zāi)發(fā)生以后，指揮部派出的撲火人員到達(dá)火場，有經(jīng)驗的火場指揮員會觀察火線長短、火勢大小、風(fēng)向及火場周圍的環(huán)境情況，再根據(jù)經(jīng)驗做出判斷，組織指揮補(bǔ)救。無人機(jī)重點解決火場能見度低，火勢受地形、植被、氣象等因素影響導(dǎo)致指揮員無法深入火場，對火勢缺乏準(zhǔn)確判斷的不足，對已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域進(jìn)行空中火情勢態(tài)的持續(xù)觀察，利用其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，指揮部門可以迅速決策，從而提高滅火效率，減輕森林資源危害程度，確保撲火隊伍人員安全。

4.2.2 火災(zāi)后期處理

火災(zāi)撲滅后，利用無人機(jī)配備的紅外探測設(shè)備及時發(fā)現(xiàn)并清理存在的各種隱蔽余火,有效防止余火復(fù)燃，撲火人員不用留下一部分人員值守火場而是全部撤離，大大提高工作效率和人員安全保障。

4.2.3 災(zāi)后的調(diào)查與評估

每次森林火災(zāi)發(fā)生后，林場會安排森林公安、護(hù)林人員、林業(yè)專業(yè)技術(shù)人員組成調(diào)查組，對火災(zāi)現(xiàn)場及周邊進(jìn)行摸排，一方面尋找火災(zāi)起火原因，另一方面，利用羅盤儀、角規(guī)、圍尺等專業(yè)工具對過火面積、火災(zāi)損失等進(jìn)行實測。引進(jìn)無人機(jī)后，利用無人機(jī)進(jìn)行空中拍照，結(jié)合地理信息系統(tǒng)與衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，準(zhǔn)確判定森林火災(zāi)過火的具體位置、地形地貌、面積及植被情況，清楚地表達(dá)出森林火災(zāi)損失程度等，還可分析火災(zāi)的類型、火勢蔓延方向、初步判定火災(zāi)的起因及起火點的位置，為森林火災(zāi)評估和案件調(diào)查提供幫助。

5 無人機(jī)在林場森林防火中的局限性

林場林區(qū)面積較大,有的林區(qū)距離場部近百公里，如果全部采用無人機(jī)，那么無人機(jī)預(yù)設(shè)航線較長，要求無人機(jī)必須具備長距離、長航時的作業(yè)能力，現(xiàn)有無人機(jī)大多數(shù)續(xù)航時間不長，不具備長距離長航時的作業(yè)能力，同時森林火災(zāi)“突發(fā)性強(qiáng)、蔓延迅速”的特點又要求數(shù)據(jù)實時傳輸，這兩項技術(shù)難題，限制了無人機(jī)在林場森林防火的大范圍應(yīng)用。

林場資金投入量小，操作人員相對匱乏，林區(qū)點多面廣，全面采用無人機(jī)，需要無人機(jī)的數(shù)量較多，而發(fā)展無人機(jī)還需大量的資金支持。加之在林區(qū)因地形、植被、氣象條件引起的無人機(jī)抗風(fēng)性能不夠穩(wěn)定，在森林防火當(dāng)中，根據(jù)監(jiān)測到的圖像對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，精度也會受到一定的影響。

6 結(jié)語

隨著無人機(jī)技術(shù)在森林巡護(hù)監(jiān)測、林業(yè)調(diào)查等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，林場會不斷加大無人機(jī)投入力度，將在很大程度上提升森林火災(zāi)監(jiān)測體系的管理水平，從而保護(hù)林場的森林資源，促進(jìn)林場經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為建成場園一體化的現(xiàn)代智能綜合林場做出貢獻(xiàn)。