無人機在貴州省國有龍里林場森林防火中的應用

唐曉宇，岳成敏

(貴州省國有龍里林場，貴州 龍里 551200)

1 引言

森林火災是突發性強、破壞性大、處置救助十分困難的自然災害之一。近年來，受極端氣候的影響，森林火災逐年增多，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“四網兩化”建設，有效預防和處置森林火災，隨著科技不斷進步，森林防火工作逐步向數字化、網絡化、自動化轉變，無人機被廣泛應用到森林防火中，對防止森林火災、保護林場資源發揮了重要作用。

2 貴州省國有龍里林場基本情況

林場1957年建場，系貴州省林業局直屬正處級全額撥款公益一類事業單位，位于貴州省黔南苗族布依族自治州的龍里縣境內，地理位置為東經107°1′～107°14′，北緯26°50′～26°56′，系貴陽市環城林帶，經營總面積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，系烏江流域中上部，紅水河流域中游。地勢西北高，東南地，地形地貌較為復雜，最高的云臺山長嶺崗海拔1700 m，最低的播基工區海拔1000 m，相對高差700 m。

3 貴州省國有龍里林場森林防火現狀

3.1 機構設置

在場機關設立護林防火指揮部，兩支森林防撲火半專業消防隊，下設7個工區，根據林區分布共有15個護林站點。

3.2 防火現狀

全場建有無線電通訊二級網，火險等級天氣，全場15個護林站點，安排熟悉轄區情況的護林人員定點瞭望，一部分護林員分片區巡邏防范，并核實從瞭望點傳遞過來的火情信息，發現火情屬實，及時將詳細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 預測預報信息滯后

主要依靠多年來積累的經驗，根據氣象因子預報火險天氣等級，依據氣象參數，可燃物參數、地表參數，來判斷林火發生的可能性，綜合考慮氣象因素、可燃物狀況和火源條件來預報林火發生后火蔓延速度。火強度等一些火行為指標，沒有專業預測系統。

3.3.2 林火監測方法落后

林火監測主要依靠專人定點瞭望，全場形成瞭望監測網，相互聯系，相互補充，并與地面巡護的護林員形成瞭望與實地踏查的網絡。瞭望點一般都設在最高的山頂，通過觀察能夠及時發現火情，確定火場位置，及時報告，大致方位，局部地區無法準確判斷的，通知地面巡護人員實地核實。存在瞭望死角，覆蓋面不全，火情信息有時不能準確及時報告防火指揮部，影響林火撲救的調度。

4 無人機在林場森林防火中的應用

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

無人機能夠快速定位火點、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勢，制定科學撲火方案，及時組織撲救。

4.1 火險等級天氣配合場部附近林區的日常巡護

全場7個工區15個護林站點，部分工區距離場部較近，日常巡防主要依靠人工巡防，每個站點根據管轄面積設置護林人員的多少，分片區管護，責任到人，火線等級天氣，專人定點瞭望，其他人員分片區巡防，瞭望點發現火情或可疑情況，將信息通過對講機或手機傳遞給片區巡防人員，巡防人員趕到實地核實后再將現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確。無人機可以對場部附近的干沖、大土、響水、播基、高堡等工區的林區配合地面巡護進行空中巡查，及時核實火情、報告火場位置，做到對火情早發現、早預報、及時將巡查過程中所獲取的影像與數據傳輸給護林防火指揮部，便于撲火指揮決策，從而實現森林火災“打早、打小、打了”的目標。對距離場部近100 km遠的洗馬、和平、擺省、長寨等林區，巡護仍然以地面巡護為主，只有發生重大火情時，將無人機帶到現場進行空中偵測，了解火場詳情。

4.2 火災實時偵查與后期處理

4.2.1 火災實時偵查

當森林火災發生以后，指揮部派出的撲火人員到達火場，有經驗的火場指揮員會觀察火線長短、火勢大小、風向及火場周圍的環境情況，再根據經驗做出判斷，組織指揮補救。無人機重點解決火場能見度低，火勢受地形、植被、氣象等因素影響導致指揮員無法深入火場，對火勢缺乏準確判斷的不足，對已經發生火災的區域進行空中火情勢態的持續觀察，利用其傳輸的數據，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 火災后期處理

火災撲滅后，利用無人機配備的紅外探測設備及時發現并清理存在的各種隱蔽余火,有效防止余火復燃，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 災后的調查與評估

每次森林火災發生后，林場會安排森林公安、護林人員、林業專業技術人員組成調查組，對火災現場及周邊進行摸排，一方面尋找火災起火原因，另一方面，利用羅盤儀、角規、圍尺等專業工具對過火面積、火災損失等進行實測。引進無人機后，利用無人機進行空中拍照，結合地理信息系統與衛星定位系統進行數據處理，準確判定森林火災過火的具體位置、地形地貌、面積及植被情況，清楚地表達出森林火災損失程度等，還可分析火災的類型、火勢蔓延方向、初步判定火災的起因及起火點的位置，為森林火災評估和案件調查提供幫助。

5 無人機在林場森林防火中的局限性

林場林區面積較大,有的林區距離場部近百公里，如果全部采用無人機，那么無人機預設航線較長，要求無人機必須具備長距離、長航時的作業能力，現有無人機大多數續航時間不長，不具備長距離長航時的作業能力，同時森林火災“突發性強、蔓延迅速”的特點又要求數據實時傳輸，這兩項技術難題，限制了無人機在林場森林防火的大范圍應用。

林場資金投入量小，操作人員相對匱乏，林區點多面廣，全面采用無人機，需要無人機的數量較多，而發展無人機還需大量的資金支持。加之在林區因地形、植被、氣象條件引起的無人機抗風性能不夠穩定，在森林防火當中，根據監測到的圖像對數據進行分析處理，精度也會受到一定的影響。

6 結語

隨著無人機技術在森林巡護監測、林業調查等領域中的應用越來越廣泛，林場會不斷加大無人機投入力度，將在很大程度上提升森林火災監測體系的管理水平，從而保護林場的森林資源，促進林場經濟發展，為建成場園一體化的現代智能綜合林場做出貢獻。