浅谈无人机在森林防火中的应用

薛文秀 薛文静 孙 峰

（河北小五台山国家级自然保护区管理中心 河北 蔚县 075700）

森林是陆地生态系统的主体和重要资源，是人类生存和发展的重要保障，而火灾则是森林系统中最可怕的灾害，会给森林带来毁灭性的破坏。我国森林面积占国土面积的18.21%，森林火灾多发。在生态文明建设中提高森林火灾防控能力是加强生态保护、维护森林资源安全、保护生态建设成果的基础环节，是维护人民群众生命财产安全、保护经济社会发展成果的重要举措。随着无人机技术的逐渐成熟，这项技术被应用到多个领域，其中在森林防火中的应用可以有效弥补传统森林防火工作存在的不足，具有广阔的发展前景。

1 当前森林防火工作中面临的难点

1.1 地形复杂，巡护难度大。森林大面积分布在山区，地势陡峭、沟壑纵横、道路不通、交通不便、点多面广、巡护线路长，且人力巡护视野狭窄、效率较低，在判断着火位置时，常因地势崎岖、森林茂密而出现较大误差，而且无法保障人身安全。

1.2 通讯不畅，信息传递效率低。山林地形复杂，沟谷众多，通讯信号很差，深沟处甚至没有信号，严重降低了信息传递效率，给森林防火工作造成诸多不便。

1.3 护林员老龄化，专业技术人才匮乏。传统人防依然是林业各单位主要的防火手段，护林员担负主要防火任务，但是调查发现，护林员年龄普遍偏大，加上林业单位地处偏僻，交通不便，生活条件艰苦，工作任务繁重，年轻人不愿意来，专业技术人才留不住，森林防火工作面临护林员老龄化和专业技术人才匮乏的双重困境。

1.4 林区内人员流量增加，火源管理难度加大。随着人民生活水平的不断提高，登山、露营、踏青等亲近自然的活动成了人们对美好生活的基本追求，山高林密、人迹罕至、风景优美的林区越来越受到游人的喜爱，这就导致了林区内人员流量不断增加，吸烟、野炊等行为给森林带来极大火灾隐患，火源管理难度进一步加大。

2 无人机在森林防火工作中的优势

2.1 机动灵活容易操作。无人机具有机动快速、维护操作简单、不受地形和时间限制、监测范围广、监测时间长、可以夜航等特点，对于人力很难到达的复杂地段和监测死角，使用无人机可以方便快速的开展巡查工作，大大弥补了人力巡护的不足，确保做到林火的早发现、早预报、早扑救，提高森林防火工作效率，最大程度保障森林资源安全。

2.2 信息传递详细快捷。无人机在开展林地巡查的过程中，可利用其搭载的红外摄像设备，将巡查中获得的图像通过遥感传输功能传至地面监控点，一旦发现火灾风险点，可反复侦查，核实火情，并通过定位技术，准确定位着火位置，掌握火灾的范围、面积、轮廓等重要因素，对火灾发展动态进行监测，将相关信息传递给地面监控点，针对火情制定有效的火灾扑救计划，提高森林防灭火的效率。

2.3 近距离精准判断火情。森林火灾一旦发生，势头迅猛，一线救灾人员无法近距离深入火灾发生区域了解火情，此时应用无人机能够及时近距离查探火情，并通过相关设备传输给指挥部门。此外无人机搭载专业设备能够及时判断肉眼不能发现的暗火，避免救灾人员判断失误贸然进入实施扑火威胁生命安全。

2.4 开展救援更加及时。一旦发生森林火灾，救援被困人员是首要任务，靠人力在大山密林中搜寻被困人员不仅效率低下，而且会对搜救人员生命构成威胁。无人机可搭载生命探测仪和相应GPS定位系统进行快速大范围搜索，能够迅速确定被困人员所在位置，并向其投放食品、药物、救生绳等救援物资，大大提高救援及时性。

3 无人机技术在森林防火工作中的应用

3.1 开展防火宣传。无人机具有无线扩音设备，能够实现远距离高空喊话。利用无人机通过高空喊话、高空巡查等创新性宣传方式开展森林防火宣传，让群众既感到新奇新意，又会自觉接受宣传内容。随着无人机技术的不断成熟，可实现防火指挥中心与宣传场所的实时对话。对随时发现的焚烧秸秆、上坟祭扫、野炊等野外违规用火行为进行及时劝导制止，提高防火效率。

3.2 森林防火工作中的日常巡护。日常巡护是森林防火的基础工作，传统的人工地面巡护存在工作量大、耗时长、信息传递不畅、特定区域无法到达等弊端；无人机则具有机动灵活、使用方便和工作效率高的特点。利用无人机开展日常巡护可以弥补人工地面巡护的不足，大大提高巡护工作效率。无人机在开展日常巡护中，常与无线通讯设备、红外摄像等设备以及定位技术相结合。利用无人机搭载高清晰摄像设备，将拍摄的影像和数据实时传输到森林防火指挥中心，能够直接观看到林区具体情况，在最短用时内监测林区的各种情况，高效快捷地完成日常巡护任务。

3.3 发生森林火灾后的火情侦查。森林火灾发生时，植被燃烧形成大量浓烟，火场能见度降低，受地形、植被、风向等因素的影响，火场形势瞬息万变。通过地面设备和人力难以全面摸清火场情况，掌握整个火场情势。如果救援人员贸然进行灭火，容易造成人员伤亡。利用无人机搭载高清摄像设备前去侦查，将火灾发生的区域、所在位置等信息实时传回森林防火指挥中心，指挥人员通过分析制定出合理有效的灭火方案，从而高效率地完成灭火工作，并确保扑火队伍的人员安全。当明火扑灭后，火场还存在各种隐藏的余火，为有效防止余火复燃，可以利用无人机搭载红外温度测试仪对火场进行侦查，将火场区域地表温度分布状态传回到指挥中心，为指挥部及时调整清理方案提供依据，从而彻底消除发生火灾区域复燃的可能。

3.4 参与森林火灾扑救。无人机在参与火灾扑救中作用显著，尤其是针对小范围森林火灾或者是初发火，可以通过无人机投掷灭火弹、喷射干粉、高空悬停洒水等方式开展火灾扑救。对于地势陡峭、交通不便的区域，或者在夜晚发生的火灾，无人机能够实现及时快速有效灭火，防止形成大规模火灾，为火灾扑救争取宝贵时间，减少森林火灾扑救的成本投入。

3.5 森林火灾后的调查与评估。森林火灾后的调查评估对于森林防火工作非常重要。无人机高效的侦查能力以及精准的数据传输能力使其独具优势。通过搭载摄影、GPS测量、图像识别等功能设备，通过相关技术进行后期数据处理，能准确判定森林火灾过火的位置、地形、面积及植被类型，精确反映森林火灾受灾程度等，获得准确的评估结果，具有安全性高、时效性强、使用灵活等优点。