無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在森林防火方面的應(yīng)用作用分析

摘要：森林面積廣，安全隱患較多，如果產(chǎn)生嚴(yán)重火災(zāi)，不僅會(huì)造成森林資源損失，還會(huì)對(duì)周邊居民的生活產(chǎn)生一定影響。在這一背景下，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)逐漸引入到森林防火工作中，在出現(xiàn)火情時(shí)能夠快速傳遞信息，方便工作人員深入到現(xiàn)場(chǎng)，并采取有效應(yīng)對(duì)方案。因此，相關(guān)部門(mén)需要加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的科學(xué)利用，與森林防火要求進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)，全面提高森林防火效果，凸顯無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)系統(tǒng)；森林防火；應(yīng)用作用在森林防火工作中融入無(wú)人機(jī)技術(shù)時(shí)，需要和森林防火需求進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，制定針對(duì)性較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用方案，并且加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)在森林防火中的投入力度，拓寬領(lǐng)域，科學(xué)使用無(wú)人機(jī)技術(shù)來(lái)為森林防火工作提供必要支持，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)和森林防火之間的深度融合。一、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用作用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在森林防火中的作用既廣泛又深遠(yuǎn)。首先，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可以拓寬傳統(tǒng)森林防火的視野范圍。過(guò)去，人們主要依靠人力巡邏和攝像頭監(jiān)控來(lái)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。然而，這種方式往往受限于人力和設(shè)備的局限性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的出現(xiàn)填補(bǔ)了這一空白，它可以搭載高清攝像機(jī)和紅外傳感器，全方位、高空俯瞰森林，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情。其次，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的作用在于其高效的火災(zāi)監(jiān)測(cè)和報(bào)警能力。一旦無(wú)人機(jī)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情，它能快速準(zhǔn)確定位并將信息傳輸給后方指揮中心。這種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警能力大大提高了森林防火效率和處理速度，有助于及早采取措施遏制火勢(shì)蔓延，保護(hù)森林資源。此外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還能有效進(jìn)行空中滅火。無(wú)人機(jī)可以搭載多種滅火裝備，如噴水裝置、泡沫噴射器等，直接對(duì)火源進(jìn)行滅火。相較于傳統(tǒng)的人力滅火方式，無(wú)人機(jī)能夠在火源周?chē)M(jìn)行精確投放，避免人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，同時(shí)節(jié)省了人員和物資使用成本，提高了滅火效率。此外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還能通過(guò)攜帶煙霧傳感器，對(duì)煙霧中的有害物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并及時(shí)傳回?cái)?shù)據(jù)。這一功能有助于判斷火勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì)和燃燒物質(zhì)的種類(lèi)，為滅火行動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)，提高防火工作的精準(zhǔn)性和有效性[1]。二、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用方法（一）火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警由于火災(zāi)發(fā)生之后，對(duì)人們的生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響較大，如何在火災(zāi)蔓延前期及時(shí)發(fā)現(xiàn)并給予應(yīng)對(duì)，一直是消防部門(mén)及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。然而，傳統(tǒng)的火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警方法面臨著許多挑戰(zhàn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)和人工巡邏的方式只能覆蓋有限區(qū)域，監(jiān)測(cè)范圍有限。這些方法需要大量的人力物力投入，效率低下。尤其是在森林防火中，由于地形復(fù)雜、人力難以進(jìn)入并實(shí)時(shí)掌握信息，火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警變得尤為困難。然而，隨著科技的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警中，成為一種新的解決方案。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于其靈活性、高效性和全天候性，為火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警帶來(lái)了前所未有的便利和效率。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)能夠迅速調(diào)度到火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)，并借助高清攝像設(shè)備捕捉火勢(shì)的實(shí)時(shí)畫(huà)面。這種實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)預(yù)警手段，不僅提供了瞬間準(zhǔn)確的火災(zāi)信息，還能夠幫助消防部門(mén)和救援隊(duì)伍做出及時(shí)決策和部署，最大程度減少火災(zāi)造成的損失。同時(shí)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還具備較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和飛行能力，能夠在火災(zāi)蔓延區(qū)域進(jìn)行低空巡航和多點(diǎn)監(jiān)測(cè)。通過(guò)充分利用地形信息和火勢(shì)傳播特點(diǎn)，無(wú)人機(jī)可以精確判斷火災(zāi)蔓延方向和速度，從而提供更準(zhǔn)確的預(yù)警和分析結(jié)果。這種靈活的監(jiān)測(cè)方式，大大提高了火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警效率和準(zhǔn)確性。此外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還可以搭載多種傳感器和設(shè)備，例如紅外線相機(jī)、氣象儀等，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中的溫度、濕度、風(fēng)向等指標(biāo)，對(duì)火災(zāi)蔓延和變化進(jìn)行全面分析。這樣的信息采集系統(tǒng)，能夠提供火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警多樣化、全方位的數(shù)據(jù)支持，更好服務(wù)于火災(zāi)應(yīng)對(duì)和防控工作。相較于傳統(tǒng)的火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用可謂是一次劃時(shí)代飛躍。它不僅提供了高效、全面的信息采集手段，還能夠通過(guò)實(shí)時(shí)畫(huà)面和數(shù)據(jù)分析，提供準(zhǔn)確的火災(zāi)預(yù)警和蔓延趨勢(shì)分析，為消防部門(mén)和救援隊(duì)伍作出及時(shí)決策提供有力支持[2]。然而，需要注意的是，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用還面臨一些挑戰(zhàn)。比如，無(wú)人機(jī)的搭載能力、續(xù)航時(shí)間以及飛行安全等方面還需要進(jìn)一步提升和完善。此外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)維成本也不容忽視，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和可行性?；馂?zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警是保護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)安全的重要環(huán)節(jié)，而無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用為我們帶來(lái)了全新的解決方案。它不僅提供了高效、全面的火災(zāi)信息采集手段，更為消防部門(mén)和救援隊(duì)伍提供了準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)預(yù)警指導(dǎo)，從而有效控制和減少火災(zāi)帶來(lái)的損失。（二）火災(zāi)情況偵察火災(zāi)情況偵察一直以來(lái)都是消防救援工作的重要環(huán)節(jié)之一。然而，在傳統(tǒng)的火災(zāi)偵察中，常常由于火勢(shì)迅猛、環(huán)境復(fù)雜等因素，導(dǎo)致偵察工作難度倍增，甚至?xí)o救援人員的生命安全帶來(lái)威脅。然而，隨著科技的不斷進(jìn)步，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在森林防火工作中的應(yīng)用逐漸成為解決火災(zāi)情況偵察難題的一種有效手段。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)以其高度靈活、高效準(zhǔn)確的特性，為火災(zāi)偵察工作開(kāi)展提供了便利。首先，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)利用其高度自主的飛行控制能力，能夠在火場(chǎng)附近進(jìn)行低空飛行，觀察并記錄火焰燃燒情況、煙霧彌漫范圍、火源位置等關(guān)鍵信息。相較于傳統(tǒng)的人工偵察方式，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)不僅能夠快速、全面獲取火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)信息，還能夠避免人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，保障救援人員安全。其次，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在火災(zāi)偵察中所搭載的高清攝像設(shè)備，能夠捕捉到更為清晰、具體的畫(huà)面，提供給指揮中心或救援人員參考。這些畫(huà)面可以幫助指揮人員更好了解火場(chǎng)情況，制定合理的救援方案；能為救援人員提供實(shí)時(shí)的目標(biāo)定位，提高救援行動(dòng)的準(zhǔn)確性和效率。此外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用還可以通過(guò)熱成像技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)火場(chǎng)周邊地區(qū)的溫度分布情況。通過(guò)分析火焰附近的溫度變化，可以更準(zhǔn)確判斷火勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)采取相應(yīng)滅火措施，有效遏制火勢(shì)蔓延。然而，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在火災(zāi)偵察中的應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)。首先，對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的操作技術(shù)要求較高，需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行操作和控制，才能確保其穩(wěn)定運(yùn)行。其次，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的續(xù)航能力和飛行高度有一定限制，需要針對(duì)不同火災(zāi)情況進(jìn)行靈活調(diào)配[3]。最后，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在火災(zāi)偵察中的應(yīng)用還需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理和分析能力以及與指揮部門(mén)的信息共享與聯(lián)動(dòng)，確保偵察結(jié)果能夠及時(shí)準(zhǔn)確傳遞給救援人員。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)高度自主的飛行控制能力、高清攝像設(shè)備和熱成像技術(shù)應(yīng)用，為火災(zāi)偵察工作提供高效準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也保障了救援人員的安全。然而，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用還需要不斷完善和創(chuàng)新，以應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景的挑戰(zhàn)與需求。（三）火災(zāi)余火監(jiān)控火災(zāi)余火監(jiān)控一直是森林防火中的重要環(huán)節(jié)。過(guò)去，人們往往依靠巡邏隊(duì)員目測(cè)和實(shí)地勘察來(lái)進(jìn)行監(jiān)控，但這種方法存在著諸多弊端。巡邏隊(duì)員的視野有限，很難辨別火場(chǎng)內(nèi)部的細(xì)微燃燒情況，而且火場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜危險(xiǎn)，存在著一定的安全隱患。因此，如何通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段提高火災(zāi)余火監(jiān)控精度和效率就顯得尤為重要。隨著科技的不斷進(jìn)步，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于森林防火工作，為火災(zāi)余火監(jiān)控帶來(lái)了全新解決方案。無(wú)人機(jī)作為一種高度機(jī)動(dòng)、靈活多變的空中平臺(tái)，可以通過(guò)搭載各類(lèi)傳感器和攝像設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取火場(chǎng)關(guān)鍵信息，為監(jiān)控人員提供寶貴的數(shù)據(jù)支持。首先，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可以通過(guò)紅外攝像技術(shù)，精準(zhǔn)探測(cè)火場(chǎng)內(nèi)部的余火燃燒情況。紅外傳感器能夠感知到火焰所釋放的熱能，即使是微弱的燃燒也能被準(zhǔn)確探測(cè)到。與傳統(tǒng)的巡邏方法相比，無(wú)人機(jī)紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)可以極大提高監(jiān)控精度和效率，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和防止由余火引發(fā)的再次燃燒事件。其次，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還可以借助激光雷達(dá)等傳感器，對(duì)火場(chǎng)周邊環(huán)境進(jìn)行三維建模。通過(guò)獲取火場(chǎng)周邊地形、植被和其他地貌信息，無(wú)人機(jī)可以幫助監(jiān)控人員更好了解火災(zāi)擴(kuò)散趨勢(shì)和可能引發(fā)的隱患。這種基于數(shù)據(jù)分析方法能夠更加準(zhǔn)確預(yù)測(cè)火災(zāi)蔓延方向和速度，為火場(chǎng)指揮員提供更科學(xué)的決策依據(jù)。此外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還可以配備氣象傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)火場(chǎng)周邊風(fēng)向、風(fēng)速和濕度等氣象要素。這些氣象數(shù)據(jù)對(duì)于火場(chǎng)控制和預(yù)警具有重要意義，能夠幫助防火指揮部更好制定滅火策略和調(diào)配資源。通過(guò)無(wú)人機(jī)的快速響應(yīng)能力，監(jiān)控人員可以及時(shí)獲取氣象變化最新情報(bào)，從而更好把握滅火時(shí)機(jī)和方向。除了以上技術(shù)手段，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還可以通過(guò)視頻傳輸設(shè)備，將火場(chǎng)的實(shí)時(shí)畫(huà)面?zhèn)骰刂笓]中心。這種監(jiān)控方式能夠擴(kuò)大監(jiān)控人員視野，幫助他們?nèi)嬲莆栈饒?chǎng)動(dòng)態(tài)情況。無(wú)人機(jī)在空中飛行時(shí)，可以利用高度優(yōu)勢(shì)，俯瞰整個(gè)火場(chǎng)，從而發(fā)現(xiàn)隱藏的余火和煙霧，提前預(yù)警火場(chǎng)可能發(fā)生的變化。這種遠(yuǎn)程監(jiān)控方式不僅可以保障人員安全，還可以提高監(jiān)控效率和準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在火災(zāi)余火的監(jiān)控中發(fā)揮著巨大作用，它不僅能夠提高監(jiān)控精度和效率，還能減輕監(jiān)控人員的工作強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)[4]。（四）災(zāi)情評(píng)估災(zāi)情評(píng)估一直是災(zāi)害管理中的重要環(huán)節(jié)。尤其在森林防火中，及時(shí)準(zhǔn)確評(píng)估災(zāi)情，對(duì)于制定應(yīng)對(duì)措施、指導(dǎo)救援工作具有至關(guān)重要意義。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)正在逐漸成為災(zāi)情評(píng)估的得力助手。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用可以分為兩個(gè)方面：一是在災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集；二是通過(guò)數(shù)據(jù)處理與分析，進(jìn)行災(zāi)情評(píng)估和預(yù)測(cè)。傳統(tǒng)的災(zāi)害評(píng)估方法往往需要人工進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)，這不僅存在安全隱患，而且耗時(shí)費(fèi)力。而無(wú)人機(jī)系統(tǒng)能夠通過(guò)空中飛行，將災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的全貌盡收眼底。它們可以配備高清攝像設(shè)備，通過(guò)拍攝高分辨率的照片或視頻，準(zhǔn)確記錄災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)情況。此外，還可以通過(guò)搭載多光譜傳感器，對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行多角度、多波段的數(shù)據(jù)采集，獲取更全面的信息。通過(guò)這些信息，可以實(shí)時(shí)了解災(zāi)害發(fā)生范圍、程度以及可能的隱患，為后續(xù)救援工作提供參考依據(jù)。同時(shí)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)處理與分析可以進(jìn)行災(zāi)情評(píng)估和預(yù)測(cè)。無(wú)人機(jī)采集到的大量數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)處理與分析，以從中提取有用信息。首先，可以通過(guò)圖像識(shí)別和目標(biāo)檢測(cè)算法，自動(dòng)識(shí)別災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)狀況，比如火源位置、煙霧擴(kuò)散情況等。其次，可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，繪制出災(zāi)情分布圖，直觀展示災(zāi)害范圍和影響。最后，在利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，還可以運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，建立預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)和可能的演變，提前采取預(yù)防措施。除了實(shí)時(shí)監(jiān)視和數(shù)據(jù)處理，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還具備其他一些優(yōu)勢(shì)。比如，無(wú)人機(jī)可以在復(fù)雜、危險(xiǎn)環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，比如在大面積燃燒的森林中飛行，或者在高溫、高壓、高輻射等環(huán)境中采集數(shù)據(jù)。同時(shí)，無(wú)人機(jī)具有靈活的飛行能力，可以低空飛行或垂直上升，以獲取更全面的信息。此外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還可以與其他傳感器設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，共同完成災(zāi)情評(píng)估任務(wù)，提高效率和準(zhǔn)確性[5]。然而，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在災(zāi)情評(píng)估中也面臨一些挑戰(zhàn)，例如，飛行穩(wěn)定性、遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量和處理算法的準(zhǔn)確性、隱私保護(hù)、空域管理等。此外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用需要專(zhuān)業(yè)人員操作，以確保使用安全性和有效性。無(wú)人機(jī)系