一、无人机系统概况
1、无人机系统介绍
无人机就是没有驾驶人员的飞行器，传统的定义上把这样的飞行器称作靶机，无人机是其俗称。无人机由无人靶机、无人驾驶飞机和遥控飞行器三部分组成，能够在脱离人员的驾驶情况下，依据实际情况，自主控制或和地控人员合作的半自控模式完成任务。无人机系统包括一个或多个地面控制系统或控制站、飞行器、有效载荷及数据链路、有效载荷、发射及回收系统、地面处理和维护系统等。
2、工作原理
（1）机载飞行系统
机载飞行平台包括机体、控制器、传感器、执行器、CCD和无限通信等单元部件。在森林防火中，其主要任务是确保整个无人机森林火灾监测系统的正常运行，是无人机森林防火系统的基础。而地面监测控制平台负责记录无人机飞行轨迹、飞行位置和姿态的信息，存储和输出无人机拍摄传回地面的图像数据，上传由地面控制平台发出的指令，变更无人机的飞行轨迹或方向。它的主要单元部件有：监测计算机、遥控器和无线通讯系统等。
（2）机载控制系统
机载飞行平台的设计受机载控制系统的影响，就森林防火系统中的无人机来说，其机身的载重量很轻，它不但要承载机载控制系统，还要承载无线通讯设备和监测仪器等，这就要求相关的硬件要具备体积小、重量轻、能耗低等特点。此外，设计还应考虑抗干扰能力、系统升级等问题。应用于森林防火系统的无人机的机载控制系统，除了要有传感器、执行器、控制器外，还要有具有CCD摄像头以及配件的图像模块来向地面发回图像或相关的数据。
（3）地面处理系统
地面处理系统的主要组成部分为数传、图传电台，遥控发射器、数据处理器和计算机。数传、图传电台的作用是接收机载电台发出的图像数据；遥控发射器负责对机载飞行系统发射控制指令；计算机则是用来显示接收到的图像信息和飞行参数数据等方面。
二、无人机系统在森林防火的应用
得益于图像传输数字化、GPS技术、遥感技术和视频实时传输技术等的快速发展，无人机系统在森林防火方面的应用得以实现，且无人机系统以其绝对的优势，弥补了传统的森林防火方式的不足。它能够广泛应用于森林火灾发生前的火灾监测预报，火灾发生时的预测、扑救和火灾后的评估等方面的工作中，有效提高了森林防火信息获取的速度和精确度，大大缩短森林火灾扑救的过程，节约人力资源的投入。
1、无人机对森林防火区域监测巡视
无人机系统中的基础设备是非常完善的，通过系统中的三个系统可以对森林进行全面监测。对于想要巡视的区域，工作人员只要操控无人机就可以完成， 无人机系统将森林中各区域的情况即时传输到监控室、操作简单用时，降低了人力物力的投入，效率比较高。同时无人机系统还会将森林中的实际情况拍摄下来并即时传输给森林防护人员，如果发展火灾问题，工作人员会在第一时间发现火情，并采取有效的措施去处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无人机系统中的红外线照射仪还可以在夜间进行对森林的巡视，同时，在森林中地区环境比较复杂的地区，无人机也可以利用其独特的优势去济宁勘测，不会收到环境和地势的制约。
2、无人机可以火灾上空作业
无人机系统不但可以对森林进行巡视工作，还可以在火灾发生时，协助工作人员进行火灾救援工作。在以往进行森林火灾扑救工作时，通常使用的都是载人飞机在空中观察火灾情况，这种方法效率比较低，飞行员由于烟雾的问题无法清楚掌握火灾的具体情况，而且还不利于飞机飞行。而在使用无人机系统时，飞行系统可以对森林情况和火势蔓延进行高清拍摄和录像，实时传输给森林防护人员，防护人员可以第一时间掌握目前的火灾发展情况，可以进行针对性处理工作，在一定程度上缩短了火灾扑救的时间，降低了森林资源的损害程度。
3、无人机能够24h不间断监测火情
在火灾发生时，无人机可以对火灾情况进行全天检测，无论任何时间，灾情一旦出现变化，都会及时传输给相关的森林防护人员，可以对森林火情进行及时的预警，并且可以掌握起火的原因和地点，让扑救人员可以根据实际情况来进行火灾扑救工作。在使用无人机系统对森林进行防火监测时，需要提前设置好飞行路线，无人机就会按照这个路线对森林进行巡视检测，并把拍摄的高清资料传输到监测点，再由检测点通过网络传输形式传送给森林防火办公室的工作人员。工作人员可以通过传输的影响资料来掌握目前森林各个区域的情况，如果发现潜在的起火点，就会在办公室操控无人机做进一步的勘察工作，确认具体情况。
4、无人机辅助科学扑救指挥
无人机能监测火场上空的火情动态，扑救指挥部门利用无人机反馈回来的资料信息，迅速高效组织和部署扑救工作，及时通知消防人员，合理有效地制定人员撤离火场的路线，最大限度保障扑救人员的安全，使扑救指挥工作及时、有序、合理、科学地进行。
三、无人机系统在森林防火中发展
当今社会是一个信息高速发展的新时代，世界各国都对无人机研究、发展和应用也越来越重视。我国在重视无人机在军事领域发展的同时，还坚持无人机军民结合的发展道路，带动民用无人机的发展，尤其是在森林防火方面，无人机以其独具的优势得到一定程度的推动和发展。但我国无人机系统在森林防火方面，还处在初始阶段，没有形成规模，其中还存在着无人机升级技术不够完善、抗风能力差、监测图像精度有待提高等方面的技术问题。但相信随着相关科研的投入不断加大，研究的不断深入，无人机不但在森林防火方面的应用会更加广泛，技术更加成熟；还会在我国资源保护、农业发展、科技发明等领域得到很好的开发应用，发展前景相当乐观。
结语：无人机系统是对当前森林火灾监测手段的有力补充，有益于我国在森林防火方面取得长足的进步。但由于我国无人机系统在森林防火方面的应用起步较晚，与发达国家有些差距。不过随着无人机在林业及各个领域应用的不断深入，无人机系统必将会为我国林业特别是森林防火方面的工作，促进我国林业经济发展做出积极地贡献。
参考文献：
[1]黄金.无人机系统在森林防火方面的应用及发展[J].中国科技投资，2017(26).
[2]陈鑫.无人机系统在森林防火方面的应用及其发展[J].消防界:电子版，2016(6):35-35.
论文作者:马建忠
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/17
标签：无人机论文; 系统论文; 火灾论文; 森林防火论文; 森林论文; 人员论文; 工作论文; 《中国西部科技》2019年第7期论文;