应用无人机森林防火的优势分析与操作规范

王芝义

(甘肃祁连山国家级自然保护区管理局 上房寺自然保护站，甘肃 武威 733000)

1 引言

我国地域辽阔，森林资源占有比重很大，在一定程度上对于维持良好生态结构、保持完整的生态系统、构建新型绿色社会有着重要的意义，是重要的生态维持区、水源涵养区、野生物种栖息区。但是伴随着经济社会的快速发展，人类的频繁活动、季节性气候条件的变化使得森林的防火成为了影响森林安全的主要因素，与此同时，一系列的不确定因素在一定程度上加剧了森林火灾的出现，共同条件下促使了森林火灾的发生。森林资源的重要性与经济社会的发展密切相关，是国家经济和社会基础的命脉，森林资源的有效保护与保护设施设备的应用至关重要[1]。无人机是近年研发并在农业和生态环境保护等领域应用广泛的一种新型农业机械，对于实时掌握林区火灾点、发现防火盲区、对小区域失火点实施及时扑救具有重要的意义。为此，本文就应用无人机条件下森林防火的优势进行分析，并结合应用优势提出了林区无人机的使用规范[2]，为从根本上解决森林防火处置难度大、应急响应慢等问题，消除林区火灾易燃点排查盲区提供一定的参考。

2 应用无人机森林防火的优势分析

2.1 实现林区失火点的全面监控

采用无人机巡查，在无人机上配置数据硬盘刻录机、广角视频采集器，配合无线数据传输，能全面及时发现林区的潜在失火点，及时发现火灾隐患，实现林区防火的全面实时监控。对于擅自进入林区的人、物均能实现随时监控，掌握林区的人员出入、动物迁徙情况，有效的防控林业火情[3]。

2.2 实施林区失火点的无人扑灭

林区失火的原因是多方面的，受多种因素的影响，好多林区失火是无法避免的，故要准备随时实施林区小火点扑灭。应用无人机随机携带微型灭火设备，在林区巡逻时发现小火点，可随时对发现的小范围失火点进行扑救，实现防火于未燃。

2.3 掌握林区周边气象状况

林区失火与林区内植被干枯程度、区域降水、温湿度、风力情况密切相关，应用无人机可随时掌握林区的天气状况，分析研判林区火灾发生潜在趋势，预测林区火灾发生情况。同时无人机对林区气象状况、植被生长情况随时掌握，为林区植被树木的水源供给提供一定的依据。

2.4 及时发现林区管理隐患

部分林区与牧区、农区接壤，林区管护不可避免的受到农牧民生产生活的影响。应用无人机可随时发现林区监管盲区，实现林区管理与防火的同步进行，防止林区与农区接壤处农户生产生活对林区产生影响，发现林区管理隐患[3]。

3 应用无人机森林防火的操作规范

无人机是一种新型的飞行机械，其主要有动力供应系统、驱动系统、设备控制系统和飞行附属管理系统组成，多应用于农田喷药、高空摄像、航拍取证等高空作业，实现了高空危险区域的无人操作，减轻了人员操作隐患，提高了工作效率。但是对无人机在森林防火上的应用操作，还需加强以下操作规范。

3.1 突出能源供应系统的保障

能源供应系统是无人机的主要动力来源，其飞行、控制、连接和信号传输全靠无人机能源系统供应[4]。无人机的能源供应主要为便携式蓄电池供电，在实际使用过程中要考虑温度、湿度等气象状况对蓄电池的影响，随时掌握蓄电池性能，启动运行前要考虑来回往返的动力供应状况，同时，保持无人机有效的润滑条件、合理的机翼设计、适宜的机身自重，防止无人机在森林防火和火点火情巡查中能源供应不足。

3.2 强化视频采集传输系统的设计

应用无人机进行森林防火，视频光感采集传输系统的设计是基础，须要配置广角镜头、温度感应器、湿度感应器、风力传感器等气象、视频采集硬件。应用数据处理传输系统，用无线流量卡，实现数据的无线传输，实现林区气象状况实时掌控和防火潜在隐患点的随时定位。在启动无人机进行林区防火巡查时能实时掌握林区状况，并及时反馈到防火处置平台，能使林区火情、火点及时的消除在萌芽状态。

3.3 区别配制巡查与防火的不同配制

由于无人机搭载的动力系统为蓄电池，能源供应有限，在考虑无人机的自身负荷带动，区别进行巡查与防火的设备配置。在正常应用条件下，建议分别使用无人机搭载巡查设施与防火设施，分别组成无人巡查机和无人防火机。两种无人机相互联动、随时配合，协同进行森林防火。

3.4 依据地域条件不同合理配置巡查与防火无人机

林区地域广阔且部分林区受地势、环境条件的影响，巡查机数量配置不足，严重影响使用效果。为此，要在掌握林区周边地域状况的基础上，在无人机巡航系统中导入运动轨迹，开展林区防火巡查。利用巡查机巡查过程中发现的潜在失火点或防火盲区，及时通过无线数据传输将GPS坐标信息，反馈到中央调度平台，对于潜在失火点由灭火机立即赶赴失火点开展扑救，对于防火盲区及时赶赴盲区开展处置。

3.5 完善后台处置系统的优化设计

后台处置平台是无人机应用无人机防火的心脏，也是合理进行森林防火的关键环节。为此要在合理配置无人机硬件的基础上，完善后台控制平台建设，联合GIS、GPS地球物理系统，实现应用无人机进行森林防火的合理有效控制调度。突出相互设施设备的关联性和系统的配备性，在应用无人机的同时，强化人的管理，必要环节、必要区域要人机到场，开展森林防火。

3.6 积极开展防火演练，务求取得实效

应用无人机进行森林防火是森林防火领域的一种新探索、新尝试，其目的是通过无人机的应用减轻林区管护人员的劳动压力，提供巡查处置效果。但是，鉴于林区工作人员文化素质偏低、相关知识涉及面较窄的状况，应积极开展应用无人机森林防火的应急演练，提高林区工作人员的操作水平和实际处置能力。