淺談無人機在森林防火中的應用

薛文秀 薛文靜 孫 峰

（河北小五臺山國家級自然保護區管理中心 河北 蔚縣 075700）

森林是陸地生態系統的主體和重要資源，是人類生存和發展的重要保障，而火災則是森林系統中最可怕的災害，會給森林帶來毀滅性的破壞。我國森林面積占國土面積的18.21%，森林火災多發。在生態文明建設中提高森林火災防控能力是加強生態保護、維護森林資源安全、保護生態建設成果的基礎環節，是維護人民群眾生命財產安全、保護經濟社會發展成果的重要舉措。隨著無人機技術的逐漸成熟，這項技術被應用到多個領域，其中在森林防火中的應用可以有效彌補傳統森林防火工作存在的不足，具有廣闊的發展前景。

1 當前森林防火工作中面臨的難點

1.1 地形復雜，巡護難度大。森林大面積分布在山區，地勢陡峭、溝壑縱橫、道路不通、交通不便、點多面廣、巡護線路長，且人力巡護視野狹窄、效率較低，在判斷著火位置時，常因地勢崎嶇、森林茂密而出現較大誤差，而且無法保障人身安全。

1.2 通訊不暢，信息傳遞效率低。山林地形復雜，溝谷眾多，通訊信號很差，深溝處甚至沒有信號，嚴重降低了信息傳遞效率，給森林防火工作造成諸多不便。

1.3 護林員老齡化，專業技術人才匱乏。傳統人防依然是林業各單位主要的防火手段，護林員擔負主要防火任務，但是調查發現，護林員年齡普遍偏大，加上林業單位地處偏僻，交通不便，生活條件艱苦，工作任務繁重，年輕人不愿意來，專業技術人才留不住，森林防火工作面臨護林員老齡化和專業技術人才匱乏的雙重困境。

1.4 林區內人員流量增加，火源管理難度加大。隨著人民生活水平的不斷提高，登山、露營、踏青等親近自然的活動成了人們對美好生活的基本追求，山高林密、人跡罕至、風景優美的林區越來越受到游人的喜愛，這就導致了林區內人員流量不斷增加，吸煙、野炊等行為給森林帶來極大火災隱患，火源管理難度進一步加大。

2 無人機在森林防火工作中的優勢

2.1 機動靈活容易操作。無人機具有機動快速、維護操作簡單、不受地形和時間限制、監測范圍廣、監測時間長、可以夜航等特點，對于人力很難到達的復雜地段和監測死角，使用無人機可以方便快速的開展巡查工作，大大彌補了人力巡護的不足，確保做到林火的早發現、早預報、早撲救，提高森林防火工作效率，最大程度保障森林資源安全。

2.2 信息傳遞詳細快捷。無人機在開展林地巡查的過程中，可利用其搭載的紅外攝像設備，將巡查中獲得的圖像通過遙感傳輸功能傳至地面監控點，一旦發現火災風險點，可反復偵查，核實火情，并通過定位技術，準確定位著火位置，掌握火災的范圍、面積、輪廓等重要因素，對火災發展動態進行監測，將相關信息傳遞給地面監控點，針對火情制定有效的火災撲救計劃，提高森林防滅火的效率。

2.3 近距離精準判斷火情。森林火災一旦發生，勢頭迅猛，一線救災人員無法近距離深入火災發生區域了解火情，此時應用無人機能夠及時近距離查探火情，并通過相關設備傳輸給指揮部門。此外無人機搭載專業設備能夠及時判斷肉眼不能發現的暗火，避免救災人員判斷失誤貿然進入實施撲火威脅生命安全。

2.4 開展救援更加及時。一旦發生森林火災，救援被困人員是首要任務，靠人力在大山密林中搜尋被困人員不僅效率低下，而且會對搜救人員生命構成威脅。無人機可搭載生命探測儀和相應GPS定位系統進行快速大范圍搜索，能夠迅速確定被困人員所在位置，并向其投放食品、藥物、救生繩等救援物資，大大提高救援及時性。

3 無人機技術在森林防火工作中的應用

3.1 開展防火宣傳。無人機具有無線擴音設備，能夠實現遠距離高空喊話。利用無人機通過高空喊話、高空巡查等創新性宣傳方式開展森林防火宣傳，讓群眾既感到新奇新意，又會自覺接受宣傳內容。隨著無人機技術的不斷成熟，可實現防火指揮中心與宣傳場所的實時對話。對隨時發現的焚燒秸稈、上墳祭掃、野炊等野外違規用火行為進行及時勸導制止，提高防火效率。

3.2 森林防火工作中的日常巡護。日常巡護是森林防火的基礎工作，傳統的人工地面巡護存在工作量大、耗時長、信息傳遞不暢、特定區域無法到達等弊端；無人機則具有機動靈活、使用方便和工作效率高的特點。利用無人機開展日常巡護可以彌補人工地面巡護的不足，大大提高巡護工作效率。無人機在開展日常巡護中，常與無線通訊設備、紅外攝像等設備以及定位技術相結合。利用無人機搭載高清晰攝像設備，將拍攝的影像和數據實時傳輸到森林防火指揮中心，能夠直接觀看到林區具體情況，在最短用時內監測林區的各種情況，高效快捷地完成日常巡護任務。

3.3 發生森林火災后的火情偵查。森林火災發生時，植被燃燒形成大量濃煙，火場能見度降低，受地形、植被、風向等因素的影響，火場形勢瞬息萬變。通過地面設備和人力難以全面摸清火場情況，掌握整個火場情勢。如果救援人員貿然進行滅火，容易造成人員傷亡。利用無人機搭載高清攝像設備前去偵查，將火災發生的區域、所在位置等信息實時傳回森林防火指揮中心，指揮人員通過分析制定出合理有效的滅火方案，從而高效率地完成滅火工作，并確保撲火隊伍的人員安全。當明火撲滅后，火場還存在各種隱藏的余火，為有效防止余火復燃，可以利用無人機搭載紅外溫度測試儀對火場進行偵查，將火場區域地表溫度分布狀態傳回到指揮中心，為指揮部及時調整清理方案提供依據，從而徹底消除發生火災區域復燃的可能。

3.4 參與森林火災撲救。無人機在參與火災撲救中作用顯著，尤其是針對小范圍森林火災或者是初發火，可以通過無人機投擲滅火彈、噴射干粉、高空懸停灑水等方式開展火災撲救。對于地勢陡峭、交通不便的區域，或者在夜晚發生的火災，無人機能夠實現及時快速有效滅火，防止形成大規模火災，為火災撲救爭取寶貴時間，減少森林火災撲救的成本投入。

3.5 森林火災后的調查與評估。森林火災后的調查評估對于森林防火工作非常重要。無人機高效的偵查能力以及精準的數據傳輸能力使其獨具優勢。通過搭載攝影、GPS測量、圖像識別等功能設備，通過相關技術進行后期數據處理，能準確判定森林火災過火的位置、地形、面積及植被類型，精確反映森林火災受災程度等，獲得準確的評估結果，具有安全性高、時效性強、使用靈活等優點。