无人机系统在森林防火中的应用探析

刘丽萍 李云芳

摘要：森林火灾是森林自然灾害中破坏性、危害性极大的灾害之一，其突发性强、扑救难度大，一旦蔓延开来，会对森林资源及林区生态系统造成极大破坏，危及林区人民的生命财产安全。无人机是一种可远程操控的无人驾驶飞行器，在军事领域的发展应用已经相对比较成熟，近年来逐渐在气象、农业、林业等民用领域得到广泛的应用。基于此，本文章对无人机系统在森林防火中的应用探析，以供相关从业人员参考。

关键词：无人机系统;森林防火;应用探析

随着时代的发展，科学技术不断更新和进步，科学技术逐渐被应用于日常生活的各个方面，如将无人机系统应用于森林防火工作中。森林防火对于保护国家森林资源及维护人民的生命财产安全具有重要意义，相比传统的预防及救援方式，无人机系统更安全、更科学，值得在森林防火中推广使用。

1无人机系统简介

无人机是通过程序控制和无线电遥控的一种飞行装置，是对所有无人飞行装置的统称。无人机的特点在于体积较小、造价较低、操作较为方便等。在相同的时间内，无人机的工作面积相对更大，且消耗的成本更少，具备更强的机动性，能够实现一键回收。同时，无人机有着更强的清晰度，能够帮助自然保护区进行实时火情了解。另外，无人机还具备无线数据和数字传输的功能，无需进行野外架线即可实现大范围监控，主要应用于森林火情侦查和火情定位以及抢险救灾的辅助工作。因为无人机的操作无需人员进入现场，所以具备较强的安全性，避免了火情侦查工作中存在的局限性，能够有效实现自然保护区的数字化管理，大大减少自然保护区管理的成本和支出。在对火情进行侦查的同时，也能够实现野生动物、病虫害以及生态环境等方面内容的监测，对于自然保护区的建设管理工作提供了重要的帮助。

2无人机系统的特点

2.1应急飞行

对于各类环境突发意外、重大污染事件而言，无需飞行员进行驾驶，借助地面遥控，就能够让无人机对目标高危地区进行航拍，随时对这一地区有关的情况进行监测，并反映出污染是否发生扩散的情况，最终，搜集所需的相關监测数据，为有关人员制订出抢救方案提供客观参考。

2.2数据采集准确

无人机技术的测量范围更加广泛，在大范围的监测中可根据光谱分析的原理和技术对检测空间中的数据进行全面准确地采集和分析，并通过多次测量和分析使数据变得更为精确有效。

2.3机动灵敏

无人机本身的重量较轻，不会被飞行环境所影响，对飞行场地的要求也不高，飞行方法十分灵活，可以更为讯速地响应各项航拍任务。大多无人飞行任务所需的航拍高度低于1000m，通常都无需专门去申请空域，可以在全国各个地区实施监测。

3森林防火的现实意义

现如今，全球性气候变暖已经发展成为一种不争的事实，引起了越来越多科研人员的关注，我国也相继出台了一系列的政策以及应对方针，加强了森林资源的保护力度，并不断地致力于拓展我国森林覆盖面积，但是与其他国家相比，我国森林资源覆盖率依然较低，在人均森林面积方面更是低于世界平均水平。由于我国人口基数较大，在资源利用率方面更是远远高于其他国家，随着城市化进程的加快，空气污染、城市环境污染等诸多问题渐渐显现出来，而森林则是有效协调生态平衡与人类活动的关键纽带，是大自然赋予人类的财富，甚至被誉为“地球之肺”，可有效调节生态平衡，但是我国现存的森林资源的覆盖面积，显然不足以弥补这些问题，在此形势下，对森林资源的保护以及加强森林防火工作已然刻不容缓，不仅如此，森林资源更是承载着保护生物多样性、净化空气质量、维护自然环境的历史使命，我国虽在林业领域取得一定发展成果，却依然无法满足我国当前生态调节的实际需求，如何经营森林并做好防火工作是摆在我们面前的现实问题和长期课题。

4无人机系统在森林防火中的应用探析

4.1火灾监测中的应用

针对某些森林火灾发生几率比较高的地区而言，有效应用无人机遥感技术，能切实有效地探测和预防森林火灾，并着重科学合理地评估火灾出现后的现场具体情况。第一，利用无人机进行森林火灾发生情况的有效监测，准确探测出火点位置，并明确火灾面积，发出预警提示，进而分析火点坐标，第二，通过无人机遥感技术提取相对应的遥感图像，然后结合具体情况，将森林火灾图像有效转化成为HSV空间，并选择径向基函数为向量机核函数，可更有效地识别出火灾，使火灾的危害程度进一步降低。第三，应用基于无人机遥感影像的热成像数字摄像机，利用视频图像与灰度阈值的探测，能精准高效地判断是否存在火灾隐患。第四，利用无人机遥感能充分地对比火灾前后图像，从而进一步有效明确相似度阈值，更加智能化地识别火灾的具体情况。除此之外，利用无人机遥感技术，也可以更科学精准地调查和评估火灾后的具体场景，在实践过程中，以具体的调查和评估结果为基准，从而采取更有针对性的应对策略，能提升火灾监测和控制效果。

4.2灾后余火监测

森林火灾扑灭后，对于余火目前主要还是依靠消防人员进行现场留守清理，巡查监测。但对于受灾面积大、林情复杂的火场，余火清理的难度较大。余火一般为阴燃，只有少量青灯或是无烟，具有较强隐蔽性，依靠人工巡逻清理，往往只有在余火扩大到一定范围才能发现，再加上火场周边可燃物受热辐射影响变得十分干燥，稍有不慎，就可能火情再起，快速蔓延。无人机搭载红外热成像仪，在林火扑灭后从空中对火场进行余火监测，结合GPS定位，可以直观的显示火场的热值分布，标示出火场的易燃区域，为地面消防人员的余火清理指明方向，从而有效提高余火清理的效率，降低余火清理难度，也能够有效避免消防人员受余火复燃的威胁，增强火场余火清理的安全性。

4.3森林防火巡检中的应用

无人机作为一种飞行器，可由飞控人员远程对其进行操控航行。以无人机为平台，其上可搭载一些设备和系统，能实现对相关区域远程侦察，将现场画面和设备运行数据实时传到监控中心，后台通过客户端即可查看实时视频并与现场互动并下达指示。无人机航拍直播等相关技术正是一种实现林业巡检、森林监测的新技术手段。应用于森林巡检的无人机直播平台可选择轻型无人机系列，考虑到森林防火巡查的特殊性，可在无人机上搭载高清变焦可见光相机系统、热红外摄像仪、数传系统、高清图传系统等。通过无人机搭载高清摄像头、音频模块以及网络传输模块，进行实时视频和音频数据的传输，再通过网络图传系统将视频、音频数据传回林业部门视频监控中心，实现机动灵活的视频监控，从而提升巡检等工作效率，保障人员的安全。

5.结语

无人机系统在森林防火方面具有极高的应用价值。利用无人机进行空中巡航，可以准确定位火灾位置，与地面指挥中心密切联系，对工作人员的数据整合及远程指挥都极为有利。无人机系统在森林防火领域有良好的发展前景，应积极更新与推广，以便在森林防火作业中发挥更多的优势和作用。

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