国家林业局北方航空护林总站
摘要：现在随着信息技术和远程控制技术的发展，无人机已经得到了一定程度的推广普及。无人机系统可以利用远程遥感技术，直接完成信息侦测等工作。我国森林面积非常大，日常防火也是一项繁重的工作，经由利用无人机技术，就可以让森林防火工作的压力得到很大缓解。然而我国目前无人机的应用水平较低，相关技术也也较为落后，这就需要我们不断研究和探索，这样才能最大程度上避免森林火灾。
关键词：无人机系统；森林防火；监测指挥；数据资源处理
森林一直以来都是我国的重要资源，从那自然意义上来讲，可以含蓄水土，调节局部气候，做好水土保持，与此同时，森林也给生产的发展提供必要的动植物资源。但是森林火灾一定出现必然会造成严重损失，并且其扩大非常迅速，需要我们做好防范措施，避免或左爱的出现，一旦发生火灾也可以及时将火势控制住。在过去，人员巡视的过程中经常需要投入大量的人力物力，并且巡视效率低下，掌控范围非常小。近年来无人机的应用给森林防火工作提供了新的手段。
一、无人机技术在森林防火中的应用
（一）空中巡视
整个无人机系统包括两个部分，分别是无人机飞行器以及地面控制系统，其可以在全自动或遥控状态下来完成飞行，探测目标区域。无人机系统结合了遥感技术、数字技术、无线通信等等。其可以将飞行过程中的各种信息和数据资料向地面控制站加以传输。这项技术很好地解决了人工巡视中的缺陷，避免了火灾的发生。无人机飞行器上还有红外探测设备以及摄像机，可以直接完成图像的采集。无人机控制起来也非常简单，这些特性将森林防火工作人员从繁重的日常巡查中解脱出来，同时也可以更为迅速地掌握森林防火信息。
（二）火灾扑灭
前文已经提到，森林火灾蔓延起来非常迅速，经常在很短的时间内就已经蔓延到了很大的范围。但是在火灾扑救的过程中，仅仅从地面检测是无法全面掌控火灾发展情况的，在过去，在人飞行器为了避免危险，只能在较高的高度飞行，无法直接观测到实际情况。如果运用了无人机设备，可以清晰地捕捉火场画面，并发回给地面控制站，这样就可以给火灾的扑救工作提供更大的帮助。得益于无人机的帮助，火灾抢救指挥部门可以提高扑救工作的合理性，结合实际情况也可以更合理地判断撤离路线。
（三）循环检测
地面指挥人员可以遥控无人机飞行轨迹，让其在固定区域上空巡查，以形成全方位、全天候的检测，一旦发现火情就可以精准定位做出迅速反应，避免火势的进一步扩展。地面控制人员只需设置飞行距离和方向等参数就可以实现该功能。无人机在巡查监测过程中，会随时将目标区域的监测资料传回地面控制站，并由计算机系统辅助分析火灾隐患。当出现火灾疑似区时，还可以控制无人机进行近距离精准勘测，从而做到及时发现火灾隐患、及时排除隐患，避免发生森林火灾。
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二、无人机系统的应用发展趋势
（一）在数据资源处理方面的发展
自无人机系统在森林防火工作中得到应用后，森林防火能力水平得到显著提升，因此此方面研究受到了国内外的广泛关注。从目前无人机系统的应用情况和研究进展来看，无人机技术仍有较大的发展空间。其中，无人机的数据资源处理能力对森林防火监测和火灾扑救都有重要影响，如果数据资源处理能力偏低，会严重影响灭火效率。无人机的数据资源处理要做到对所有数据进行有效处理，因此要促进其终端设备性能的更新升级，并对机载有效性进行分析。结合无人机配件特征，处理森林防火业务。在引擎固定条件下，对传输数据应用技术加以完善，提高无人机的数据处理能力和传输效率。
（二）无人机指挥系统的应用发展
目前无人机系统的指挥体系已经较为成熟，指挥系统与数据资源的相互适应则成为其发挥作用的关键。在图像等资料的传输过程中，应对图像资料的应用价值进行判断，从而实现对图像资源质量进行控制。取消部分无用信息传递对传输资源的占用，使得到的数据资源更加符合指挥系统的应用需要。因此，在无人机系统的参数设计和应用过程中，操作人员应结合森林资源特点对其进行设计，保证无人机能够活动在需要监测的范围内，避免出现技术资源浪费。同时结合森林地理环境特点与气候特点，找准无人机的应用要点，使其能够满足森林防火业务需求。通过对无人机指挥系统和控制策略的调整，提升无人机的应用水平。
（三）无人机监测功能的整合发展
目前无人机在森林防火工作中的应用主要存在以下几方面问题，一是在任务执行过程中，如果无人机出现故障，不能自行调整，容易出现坠机现象，从而导致监测中断。二是无人机的升降技术还不够完善，特别是抗风能力较差，因此还难以实现长时间续航。三是目前的数据采集精度还有待提高。因此，应针对这些问题，对无人机基础飞行功能和监测功能加以完善。目前无人机在军事领域的应用及研究发展较快，应积极借鉴军事领域的研究成果，解决无人机续航时间短的问题。积极研发新的机身材料，降低无人机自重，提高无人机升降能力及飞行安全性。
三、未来无人机在森林消防应用中的技术发展要求
（一）适应多方位性
消防人员需要面对的灾害现场往往受自然或是人为等不同因素的影响。尤其对于森林火灾来说，发生环境在户外，所面临的问题便更为复杂。无人机在应用过程中，除基本技术外，还需考虑到当地风速、气候、温度、防水、耐冻、耐高温等的诸多方面。因此，无人机在未来升级发展中需考虑材料技术等的全面兼容性，以满足不同的现场情况。
（二）技术操控稳定性
无人机技术的一大特点在于代替人抵达一些难以涉足的地方进行监控调查，以此来为人为的解决方案提供数据基础。鉴于无人机技术操控主要依据无线收发技术，因而，追求无人机图像以及数据传输的稳定清晰，来保障数据的准确，是无人机技术发展要追求的一大方面，这就需要提高无人机无线技术的抗干扰性。同时，运用无人机巡航来进行森林火源的监测，其续航能力单组电池使用时间的延长性也是我们所需要探究的一大方向，来追求各个时间段监测点数据的精准性。
三、结语
结合上文所谈，我们不难发现，在森林防火工作中，无人机设备和无人机技术的应用都具有较高的价值。如果积极利用无人机来开展空中巡视，可以更为全面地监控火场信息和防火信息。现在无人机技术也已经完成了和信息技术之间的融合，是其可以实时传输数据，这样一来，全天候监控也就得以实现。无人机系统仍然有着非常广阔的发展空间，很多技术仍然有待于进一步改善。本文针对上述问题进行了分析和总结，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
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论文作者:杜英辉,高菲菲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/25
标签：无人机论文; 火灾论文; 森林防火论文; 技术论文; 数据论文; 系统论文; 森林论文; 《防护工程》2018年第17期论文;