森林防火中无人机的应用研究

2020-08-14 560 上传者：管理员

摘要：森林火灾年年都有,如何做好森林防火工作,是当前林业发展的重中之重。近些年,无人机遥感技术,被频繁用于森林防火,并取得不错的效益。该项技术,能快速调查森林火灾状况,准确判断火灾信息和数据,并以此预判森林火情组织开展救援活动。就此分析无人机在森林防火中的优势,就无人机在森林防火中的具体应用做理论性概述。

关键词：
农业航空
无人机
林业发展
森林防火
火灾
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森林火灾年年都有,如何做好森林防火工作,是当前林业发展的重中之重。在国外,森林防火都在探索多种先进技术和设备。而国内在方面还是短板,尤其无人机系统用于森林防火还处于初始阶段,很多工作有待改进和探究。

1、森林防火中的无人机

森林防火中,无人机技术的应用,要匹配上遥感技术,实现两者的结合,实现无人机远程遥感遥控。该项技术的应用环节,主要有:无人驾驶飞行、遥测遥感、遥感传感、远程通讯、遥感应用、GPS定位等等,是一项比较综合性的应用技术。森林防火中,无人机技术的应用,能快速调查森林火灾状况,能准确调查火灾信息和数据,并以此预判森林火情组织开展救援活动。

2、无人机在森林防火中的优势

2.1 作业成本降低

无人机消除安全隐患,依靠几架无人机就能完成几组工作人员的工作量,大大节省作业成本。

2.2 提高防火效率

在森林防火工作中,无人机能准确火点、热点坐标,明确火情的范围、轮廓、面积等,检测火灾的发展动态。地面控制站据此,能制定详细的扑灭计划,避免盲目灭火而降低作业效率。

2.3 保障人员安全

火灾猛如虎,保障好抗灾一线消防战士的生命安全,时刻牵动着我们每个人的心。无人机在森林防火中的应用,能准确判断肉眼无法判断的暗火,能为地面消防部门第一时间播报火灾态势,并根据火情的变化及时调离消防员撤离危险区域。最关键的时,能优化撤离路线,切实保障消防员的人身安全。

2.4 救援更及时

火灾疫情爆发时,务必要在最短时间寻找生命源,获取被围困人员的具体位置,帮助被围困人员脱险。无人机携带生命探测仪,匹配GPS定位系统,能在短时间内明确被围困人员的位置,第一时间投放救生绳、呼吸罩、急救药品等,有利于救援工作的快速开展。

3、无人机在森林防火中的具体应用

3.1 用于森林火灾的日常巡护

近些年,无人机技术的快速发展,以往的森林防火工作慢慢被无人机替代。当前,若干数量的无人机,形成相对稳定的网络拓扑,构成了严密的火灾移动寻护节点群,对可能发生火灾疫情准确测报,抢占灭火先机。而且,比较传统人工巡护,无人机巡护效益更高些,能在短时间内完成人工巡护无法匹敌的范围,大大节省人力成本,有效提升巡护工作效率。

3.2 用于森林防火的定位、安全撤离

迅速定位森林火点,无人机搭载红外线、可见光摄像机,通过远程遥感将火点、热点传输给地面控制站,并在数字地图上精确显示火点、热点经纬度。同时,经系统识别是否为火点,为消防部门第一时间提供精确坐标,迅速定位森林火点。

快速确定火情范围,无人机搭载的可见光摄像机,能准确传载火场的范围、面积、蔓延速度等,第一时间传回到地面控制中心。地面控制中心根据火灾情况,能迅速部署灭火工作,提升灭火工作效率,减少盲进而造成的人员伤亡。

安全部署撤离路线,依据传递的遥感信息,能迅速调派消防队伍抵达火场,及时扑灭疫情。同时,也能根据后期火情的蔓延,结合无人机传输的图像资料,给消防人员规划最佳撤离路线,通知消防人员撤离危险地区,保障消防卫生的生命安全。

3.3 用于人工增雨灭火

在林区人工降雨方面,无人机因使用方便、机动性好、投放方便、无人员安全风险等优势而见长。基本作业流程,常规无人机的机腹与起落架之间,可同时携载10枚增雨焰条。按照碘化银与增雨作业区域的比例关系,10枚增雨焰条可承载的碘化银含量,能完成100m2的人工降雨要求。同时,这些增雨焰条的点火,有地面控制系统操控。而且,能检测到每根雨焰条是否能被点燃,以确保人工增雨的效果。

3.4 搭载不同任务载荷用于提高机动效率

无人机专用非制冷双通道红外成像仪:可穿透烟雾进行人员搜救;实时图传系统及地面控制系统可以有效确认人员、危险品等重点关注事物方位;具中心十字线测温功能;具区域温差显示功能;具区域最高温度定位功能;具全红外、视频影像、双视频通道叠加功能。

高分辨率数码相机:具观测事物100m时,物探精度≤10mm,可有效发现关注事物细节;对区域进行系统拍照,可形成时相性强的区域正射遥感影像图,使任务决策、灾情管理、灾后报告等更加直观有效。高清晰度数码摄像机:实时图传系统和地面控制系统可有效协助工作人员锁定、凝视关注事物。

物资投递设备:通过集成探杆、线轮、物品仓、软梯等,可执行物资横向运输、线路牵引、传单投递、物资投递等。

其他:还可用于广播、照明、通讯。

4、结语

无人机在低空检测有着机动性强、成本低、易操作等特点,在森林火灾检测、控制方面,无人机系统发挥着积极的作用。但是,由于推广应用较晚,而且受到各方面的不利条件制约,没有形成规模和相应的技术标准,技术上还需在无人机性能、无人机人性化操控及遥感图像后处理应用方面加以突破,才能更好推广无人机的应用。在这方面与国外还有很大的差距。不过随着技术的深入,无人机必将替代传统灭火模式,而为国内林业经济的发展做出无可替代的贡献。

参考文献：

[1]赵南.无人机系统在森林防火方面的应用及其发展[J].农业与技术,2019,(1):110-111.

[2]唐晓宇,岳成敏.无人机在贵州省国有龙里林场森林防火中的应用[J].绿色科技,2019,(11):57.

[3]解成超,张皓琳.无人机系统在烟台森林防火中的应用探索[J].信息技术与信息化,2019,(8):42.

蔡仲杰,张岩,庄严.无人机在森林防火中的应用[J].农业开发与装备,2020(07):120.