應用無人機森林防火的優勢分析與操作規范

王芝義

(甘肅祁連山國家級自然保護區管理局 上房寺自然保護站，甘肅 武威 733000)

1 引言

我國地域遼闊，森林資源占有比重很大，在一定程度上對于維持良好生態結構、保持完整的生態系統、構建新型綠色社會有著重要的意義，是重要的生態維持區、水源涵養區、野生物種棲息區。但是伴隨著經濟社會的快速發展，人類的頻繁活動、季節性氣候條件的變化使得森林的防火成為了影響森林安全的主要因素，與此同時，一系列的不確定因素在一定程度上加劇了森林火災的出現，共同條件下促使了森林火災的發生。森林資源的重要性與經濟社會的發展密切相關，是國家經濟和社會基礎的命脈，森林資源的有效保護與保護設施設備的應用至關重要[1]。無人機是近年研發并在農業和生態環境保護等領域應用廣泛的一種新型農業機械，對于實時掌握林區火災點、發現防火盲區、對小區域失火點實施及時撲救具有重要的意義。為此，本文就應用無人機條件下森林防火的優勢進行分析，并結合應用優勢提出了林區無人機的使用規范[2]，為從根本上解決森林防火處置難度大、應急響應慢等問題，消除林區火災易燃點排查盲區提供一定的參考。

2 應用無人機森林防火的優勢分析

2.1 實現林區失火點的全面監控

采用無人機巡查，在無人機上配置數據硬盤刻錄機、廣角視頻采集器，配合無線數據傳輸，能全面及時發現林區的潛在失火點，及時發現火災隱患，實現林區防火的全面實時監控。對于擅自進入林區的人、物均能實現隨時監控，掌握林區的人員出入、動物遷徙情況，有效的防控林業火情[3]。

2.2 實施林區失火點的無人撲滅

林區失火的原因是多方面的，受多種因素的影響，好多林區失火是無法避免的，故要準備隨時實施林區小火點撲滅。應用無人機隨機攜帶微型滅火設備，在林區巡邏時發現小火點，可隨時對發現的小范圍失火點進行撲救，實現防火于未燃。

2.3 掌握林區周邊氣象狀況

林區失火與林區內植被干枯程度、區域降水、溫濕度、風力情況密切相關，應用無人機可隨時掌握林區的天氣狀況，分析研判林區火災發生潛在趨勢，預測林區火災發生情況。同時無人機對林區氣象狀況、植被生長情況隨時掌握，為林區植被樹木的水源供給提供一定的依據。

2.4 及時發現林區管理隱患

部分林區與牧區、農區接壤，林區管護不可避免的受到農牧民生產生活的影響。應用無人機可隨時發現林區監管盲區，實現林區管理與防火的同步進行，防止林區與農區接壤處農戶生產生活對林區產生影響，發現林區管理隱患[3]。

3 應用無人機森林防火的操作規范

無人機是一種新型的飛行機械，其主要有動力供應系統、驅動系統、設備控制系統和飛行附屬管理系統組成，多應用于農田噴藥、高空攝像、航拍取證等高空作業，實現了高空危險區域的無人操作，減輕了人員操作隱患，提高了工作效率。但是對無人機在森林防火上的應用操作，還需加強以下操作規范。

3.1 突出能源供應系統的保障

能源供應系統是無人機的主要動力來源，其飛行、控制、連接和信號傳輸全靠無人機能源系統供應[4]。無人機的能源供應主要為便攜式蓄電池供電，在實際使用過程中要考慮溫度、濕度等氣象狀況對蓄電池的影響，隨時掌握蓄電池性能，啟動運行前要考慮來回往返的動力供應狀況，同時，保持無人機有效的潤滑條件、合理的機翼設計、適宜的機身自重，防止無人機在森林防火和火點火情巡查中能源供應不足。

3.2 強化視頻采集傳輸系統的設計

應用無人機進行森林防火，視頻光感采集傳輸系統的設計是基礎，須要配置廣角鏡頭、溫度感應器、濕度感應器、風力傳感器等氣象、視頻采集硬件。應用數據處理傳輸系統，用無線流量卡，實現數據的無線傳輸，實現林區氣象狀況實時掌控和防火潛在隱患點的隨時定位。在啟動無人機進行林區防火巡查時能實時掌握林區狀況，并及時反饋到防火處置平臺，能使林區火情、火點及時的消除在萌芽狀態。

3.3 區別配制巡查與防火的不同配制

由于無人機搭載的動力系統為蓄電池，能源供應有限，在考慮無人機的自身負荷帶動，區別進行巡查與防火的設備配置。在正常應用條件下，建議分別使用無人機搭載巡查設施與防火設施，分別組成無人巡查機和無人防火機。兩種無人機相互聯動、隨時配合，協同進行森林防火。

3.4 依據地域條件不同合理配置巡查與防火無人機

林區地域廣闊且部分林區受地勢、環境條件的影響，巡查機數量配置不足，嚴重影響使用效果。為此，要在掌握林區周邊地域狀況的基礎上，在無人機巡航系統中導入運動軌跡，開展林區防火巡查。利用巡查機巡查過程中發現的潛在失火點或防火盲區，及時通過無線數據傳輸將GPS坐標信息，反饋到中央調度平臺，對于潛在失火點由滅火機立即趕赴失火點開展撲救，對于防火盲區及時趕赴盲區開展處置。

3.5 完善后臺處置系統的優化設計

后臺處置平臺是無人機應用無人機防火的心臟，也是合理進行森林防火的關鍵環節。為此要在合理配置無人機硬件的基礎上，完善后臺控制平臺建設，聯合GIS、GPS地球物理系統，實現應用無人機進行森林防火的合理有效控制調度。突出相互設施設備的關聯性和系統的配備性，在應用無人機的同時，強化人的管理，必要環節、必要區域要人機到場，開展森林防火。

3.6 積極開展防火演練，務求取得實效

應用無人機進行森林防火是森林防火領域的一種新探索、新嘗試，其目的是通過無人機的應用減輕林區管護人員的勞動壓力，提供巡查處置效果。但是，鑒于林區工作人員文化素質偏低、相關知識涉及面較窄的狀況，應積極開展應用無人機森林防火的應急演練，提高林區工作人員的操作水平和實際處置能力。