無人機系統(tǒng)在森林防火方面的應用作用分析

蘇云霞

摘要：森林面積廣，安全隱患較多，如果產生嚴重火災，不僅會造成森林資源損失，還會對周邊居民的生活產生一定影響。在這一背景下，無人機系統(tǒng)逐漸引入到森林防火工作中，在出現(xiàn)火情時能夠快速傳遞信息，方便工作人員深入到現(xiàn)場，并采取有效應對方案。因此，相關部門需要加強對無人機系統(tǒng)的科學利用，與森林防火要求進行有機協(xié)調，全面提高森林防火效果，凸顯無人機系統(tǒng)的優(yōu)勢。

關鍵詞：無人機系統(tǒng)；森林防火；應用作用

在森林防火工作中融入無人機技術時，需要和森林防火需求進行相互協(xié)調，制定針對性較強的技術應用方案，并且加強對無人機在森林防火中的投入力度，拓寬領域，科學使用無人機技術來為森林防火工作提供必要支持，真正實現(xiàn)無人機系統(tǒng)和森林防火之間的深度融合。

一、無人機系統(tǒng)在森林防火中的應用作用

無人機系統(tǒng)在森林防火中的作用既廣泛又深遠。首先，無人機系統(tǒng)可以拓寬傳統(tǒng)森林防火的視野范圍。過去，人們主要依靠人力巡邏和攝像頭監(jiān)控來發(fā)現(xiàn)火災。然而，這種方式往往受限于人力和設備的局限性，無法實現(xiàn)全面覆蓋。無人機系統(tǒng)的出現(xiàn)填補了這一空白，它可以搭載高清攝像機和紅外傳感器，全方位、高空俯瞰森林，及時發(fā)現(xiàn)火情。其次，無人機系統(tǒng)的作用在于其高效的火災監(jiān)測和報警能力。一旦無人機系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情，它能快速準確定位并將信息傳輸給后方指揮中心。這種實時監(jiān)測和報警能力大大提高了森林防火效率和處理速度，有助于及早采取措施遏制火勢蔓延，保護森林資源。此外，無人機系統(tǒng)還能有效進行空中滅火。無人機可以搭載多種滅火裝備，如噴水裝置、泡沫噴射器等，直接對火源進行滅火。相較于傳統(tǒng)的人力滅火方式，無人機能夠在火源周圍進行精確投放，避免人員進入危險區(qū)域，同時節(jié)省了人員和物資使用成本，提高了滅火效率。此外，無人機系統(tǒng)還能通過攜帶煙霧傳感器，對煙霧中的有害物質進行檢測，并及時傳回數(shù)據(jù)。這一功能有助于判斷火勢的發(fā)展趨勢和燃燒物質的種類，為滅火行動提供科學依據(jù)，提高防火工作的精準性和有效性[1]。

二、無人機系統(tǒng)在森林防火中的應用方法

（一）火災監(jiān)測預警

由于火災發(fā)生之后，對人們的生活和社會經濟發(fā)展影響較大，如何在火災蔓延前期及時發(fā)現(xiàn)并給予應對，一直是消防部門及相關研究機構關注的焦點之一。然而，傳統(tǒng)的火災監(jiān)測預警方法面臨著許多挑戰(zhàn)。傳感器網絡和人工巡邏的方式只能覆蓋有限區(qū)域，監(jiān)測范圍有限。這些方法需要大量的人力物力投入，效率低下。尤其是在森林防火中，由于地形復雜、人力難以進入并實時掌握信息，火災監(jiān)測預警變得尤為困難。然而，隨著科技的不斷發(fā)展，無人機系統(tǒng)逐漸應用于火災監(jiān)測預警中，成為一種新的解決方案。無人機系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其靈活性、高效性和全天候性，為火災監(jiān)測預警帶來了前所未有的便利和效率。無人機系統(tǒng)能夠迅速調度到火災發(fā)生地點，并借助高清攝像設備捕捉火勢的實時畫面。這種實時的監(jiān)測預警手段，不僅提供了瞬間準確的火災信息，還能夠幫助消防部門和救援隊伍做出及時決策和部署，最大程度減少火災造成的損失。同時，無人機系統(tǒng)還具備較強的機動性和飛行能力，能夠在火災蔓延區(qū)域進行低空巡航和多點監(jiān)測。通過充分利用地形信息和火勢傳播特點，無人機可以精確判斷火災蔓延方向和速度，從而提供更準確的預警和分析結果。這種靈活的監(jiān)測方式，大大提高了火災監(jiān)測預警效率和準確性。此外，無人機系統(tǒng)還可以搭載多種傳感器和設備，例如紅外線相機、氣象儀等，通過實時監(jiān)測空氣中的溫度、濕度、風向等指標，對火災蔓延和變化進行全面分析。這樣的信息采集系統(tǒng)，能夠提供火災監(jiān)測預警多樣化、全方位的數(shù)據(jù)支持，更好服務于火災應對和防控工作。相較于傳統(tǒng)的火災監(jiān)測預警方法，無人機系統(tǒng)在森林防火中的應用可謂是一次劃時代飛躍。它不僅提供了高效、全面的信息采集手段，還能夠通過實時畫面和數(shù)據(jù)分析，提供準確的火災預警和蔓延趨勢分析，為消防部門和救援隊伍作出及時決策提供有力支持[2]。然而，需要注意的是，無人機系統(tǒng)在火災監(jiān)測預警中的應用還面臨一些挑戰(zhàn)。比如，無人機的搭載能力、續(xù)航時間以及飛行安全等方面還需要進一步提升和完善。此外，無人機系統(tǒng)建設和運維成本也不容忽視，需要綜合考慮經濟性和可行性?；馂谋O(jiān)測預警是保護人們生命財產安全的重要環(huán)節(jié)，而無人機系統(tǒng)在森林防火中的應用為我們帶來了全新的解決方案。它不僅提供了高效、全面的火災信息采集手段，更為消防部門和救援隊伍提供了準確、實時預警指導，從而有效控制和減少火災帶來的損失。

（二）火災情況偵察

火災情況偵察一直以來都是消防救援工作的重要環(huán)節(jié)之一。然而，在傳統(tǒng)的火災偵察中，常常由于火勢迅猛、環(huán)境復雜等因素，導致偵察工作難度倍增，甚至會給救援人員的生命安全帶來威脅。然而，隨著科技的不斷進步，無人機系統(tǒng)在森林防火工作中的應用逐漸成為解決火災情況偵察難題的一種有效手段。無人機系統(tǒng)以其高度靈活、高效準確的特性，為火災偵察工作開展提供了便利。首先，無人機系統(tǒng)利用其高度自主的飛行控制能力，能夠在火場附近進行低空飛行，觀察并記錄火焰燃燒情況、煙霧彌漫范圍、火源位置等關鍵信息。相較于傳統(tǒng)的人工偵察方式，無人機系統(tǒng)不僅能夠快速、全面獲取火災現(xiàn)場信息，還能夠避免人員進入危險區(qū)域，保障救援人員安全。其次，無人機系統(tǒng)在火災偵察中所搭載的高清攝像設備，能夠捕捉到更為清晰、具體的畫面，提供給指揮中心或救援人員參考。這些畫面可以幫助指揮人員更好了解火場情況，制定合理的救援方案；能為救援人員提供實時的目標定位，提高救援行動的準確性和效率。此外，無人機系統(tǒng)的應用還可以通過熱成像技術，實時檢測火場周邊地區(qū)的溫度分布情況。通過分析火焰附近的溫度變化，可以更準確判斷火勢發(fā)展趨勢，及時采取相應滅火措施，有效遏制火勢蔓延。然而，無人機系統(tǒng)在火災偵察中的應用也面臨一些挑戰(zhàn)。首先，對無人機系統(tǒng)的操作技術要求較高，需要專業(yè)人員進行操作和控制，才能確保其穩(wěn)定運行。其次，無人機系統(tǒng)的續(xù)航能力和飛行高度有一定限制，需要針對不同火災情況進行靈活調配[3]。最后，無人機系統(tǒng)在火災偵察中的應用還需要加強數(shù)據(jù)處理和分析能力以及與指揮部門的信息共享與聯(lián)動，確保偵察結果能夠及時準確傳遞給救援人員。無人機系統(tǒng)通過高度自主的飛行控制能力、高清攝像設備和熱成像技術應用，為火災偵察工作提供高效準確的數(shù)據(jù)支持，同時也保障了救援人員的安全。然而，無人機系統(tǒng)應用還需要不斷完善和創(chuàng)新，以應對不同場景的挑戰(zhàn)與需求。

（三）火災余火監(jiān)控

火災余火監(jiān)控一直是森林防火中的重要環(huán)節(jié)。過去，人們往往依靠巡邏隊員目測和實地勘察來進行監(jiān)控，但這種方法存在著諸多弊端。巡邏隊員的視野有限，很難辨別火場內部的細微燃燒情況，而且火場環(huán)境復雜危險，存在著一定的安全隱患。因此，如何通過先進的技術手段提高火災余火監(jiān)控精度和效率就顯得尤為重要。隨著科技的不斷進步，無人機系統(tǒng)逐漸應用于森林防火工作，為火災余火監(jiān)控帶來了全新解決方案。無人機作為一種高度機動、靈活多變的空中平臺，可以通過搭載各類傳感器和攝像設備，實時獲取火場關鍵信息，為監(jiān)控人員提供寶貴的數(shù)據(jù)支持。

首先，無人機系統(tǒng)可以通過紅外攝像技術，精準探測火場內部的余火燃燒情況。紅外傳感器能夠感知到火焰所釋放的熱能，即使是微弱的燃燒也能被準確探測到。與傳統(tǒng)的巡邏方法相比，無人機紅外監(jiān)測技術可以極大提高監(jiān)控精度和效率，從而及時發(fā)現(xiàn)和防止由余火引發(fā)的再次燃燒事件。其次，無人機系統(tǒng)還可以借助激光雷達等傳感器，對火場周邊環(huán)境進行三維建模。通過獲取火場周邊地形、植被和其他地貌信息，無人機可以幫助監(jiān)控人員更好了解火災擴散趨勢和可能引發(fā)的隱患。這種基于數(shù)據(jù)分析方法能夠更加準確預測火災蔓延方向和速度，為火場指揮員提供更科學的決策依據(jù)。此外，無人機系統(tǒng)還可以配備氣象傳感器，實時監(jiān)測火場周邊風向、風速和濕度等氣象要素。這些氣象數(shù)據(jù)對于火場控制和預警具有重要意義，能夠幫助防火指揮部更好制定滅火策略和調配資源。通過無人機的快速響應能力，監(jiān)控人員可以及時獲取氣象變化最新情報，從而更好把握滅火時機和方向。除了以上技術手段，無人機系統(tǒng)還可以通過視頻傳輸設備，將火場的實時畫面?zhèn)骰刂笓]中心。這種監(jiān)控方式能夠擴大監(jiān)控人員視野，幫助他們全面掌握火場動態(tài)情況。無人機在空中飛行時，可以利用高度優(yōu)勢，俯瞰整個火場，從而發(fā)現(xiàn)隱藏的余火和煙霧，提前預警火場可能發(fā)生的變化。這種遠程監(jiān)控方式不僅可以保障人員安全，還可以提高監(jiān)控效率和準確性。無人機系統(tǒng)在火災余火的監(jiān)控中發(fā)揮著巨大作用，它不僅能夠提高監(jiān)控精度和效率，還能減輕監(jiān)控人員的工作強度和風險[4]。

（四）災情評估

災情評估一直是災害管理中的重要環(huán)節(jié)。尤其在森林防火中，及時準確評估災情，對于制定應對措施、指導救援工作具有至關重要意義。隨著現(xiàn)代科技的進步，無人機系統(tǒng)正在逐漸成為災情評估的得力助手。無人機系統(tǒng)的應用可以分為兩個方面：一是在災害現(xiàn)場進行實時監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集；二是通過數(shù)據(jù)處理與分析，進行災情評估和預測。傳統(tǒng)的災害評估方法往往需要人工進入事故現(xiàn)場，這不僅存在安全隱患，而且耗時費力。而無人機系統(tǒng)能夠通過空中飛行，將災害現(xiàn)場的全貌盡收眼底。它們可以配備高清攝像設備，通過拍攝高分辨率的照片或視頻，準確記錄災害現(xiàn)場情況。此外，還可以通過搭載多光譜傳感器，對災區(qū)進行多角度、多波段的數(shù)據(jù)采集，獲取更全面的信息。通過這些信息，可以實時了解災害發(fā)生范圍、程度以及可能的隱患，為后續(xù)救援工作提供參考依據(jù)。同時，無人機系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)處理與分析可以進行災情評估和預測。無人機采集到的大量數(shù)據(jù)需要經過專業(yè)處理與分析，以從中提取有用信息。首先，可以通過圖像識別和目標檢測算法，自動識別災害現(xiàn)場狀況，比如火源位置、煙霧擴散情況等。其次，可以結合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，對采集到的數(shù)據(jù)進行空間分析，繪制出災情分布圖，直觀展示災害范圍和影響。最后，在利用歷史數(shù)據(jù)進行分析的基礎上，還可以運用機器學習和人工智能技術，建立預測模型，預測災害發(fā)展趨勢和可能的演變，提前采取預防措施。

除了實時監(jiān)視和數(shù)據(jù)處理，無人機系統(tǒng)還具備其他一些優(yōu)勢。比如，無人機可以在復雜、危險環(huán)境中執(zhí)行任務，比如在大面積燃燒的森林中飛行，或者在高溫、高壓、高輻射等環(huán)境中采集數(shù)據(jù)。同時，無人機具有靈活的飛行能力，可以低空飛行或垂直上升，以獲取更全面的信息。此外，無人機系統(tǒng)還可以與其他傳感器設備進行聯(lián)動，共同完成災情評估任務，提高效率和準確性[5]。然而，無人機系統(tǒng)在災情評估中也面臨一些挑戰(zhàn)，例如，飛行穩(wěn)定性、遙感數(shù)據(jù)質量和處理算法的準確性、隱私保護、空域管理等。此外，無人機系統(tǒng)應用需要專業(yè)人員操作，以確保使用安全性和有效性。無人機系統(tǒng)在森林防火中的應用在災情評估方面具有巨大潛力。它們能夠實時監(jiān)視和采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理與分析，進行災情評估和預測。這些技術的應用能夠提高災害管理效率和準確性，為救援工作提供有力支持。

結語

無人機系統(tǒng)在森林防火中所發(fā)揮的作用較為突出，優(yōu)越性較強，因此有關部門要充分發(fā)揮無人機系統(tǒng)的優(yōu)勢，在火災發(fā)生時提供現(xiàn)場火災信息，實現(xiàn)全方位監(jiān)控。配合著無人機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時傳輸功能，從不同方面為火災撲救以及預防提供重要支持，開拓無人機系統(tǒng)利用空間，更好發(fā)揮其本身作用。

參考文獻

[1]楊麗曉，王軍，左樹鋒.無人機在森林防火工作的應用初探——以霧靈山自然保護區(qū)為例[J].森林防火，2023，41（03）：83-85.

[2]劉金榮.基于無人機集群的森林防火監(jiān)測技術研究[J].中國新技術新產品，2023（17）：146-148.

[3]云曉麗，張雙月，宋文博，等.多傳感器集成森林防火巡檢無人機平臺設計[J].科技創(chuàng)新與生產力，2023，44（07）：122-124.

[4]張煦.無人機在森林草原防火中的應用[J].新農業(yè)，2023（09）：52-53.

[5]劉全生.無人機在森林防火中的應用及發(fā)展[J].鄉(xiāng)村科技，2023，14（08）：122-124.