1、無人機用于森林防火的解決方案我國森林資源較為貧乏，森林覆蓋率約為 13%fc右，人均森林占 有面積僅為世界平均值的1/6,但森林大火每年都有發生，如何解決 森林防火的問題，又成為林業工作的重中之重。目前，國外森林防火 中應用了較多的新技術和新設備，國內在此方面的應用需求也日益增 加，對森林保護的投入逐漸加大，先后運用衛星進行資源普查、森林 火場監視，而使用無人機系統對森林火情監測則還是初始階段。無人機中低空監測系統具有機動快速、使用成本低、維護操作簡 單等技術特點，具有對地快速實時巡察監測能力，是一種新型的中低 空實時電視成像和紅外成像快速獲取系統。在對車、人無法到達地帶的資源環境監測、森林火

2、災監測及救援指揮等方面具有其獨特的優 勢。林業是全國生態建設的主體，在保持經濟和社會發展中有著不可 或缺的作用，在生物的進化過程中起著巨大的作用。 我國擁有森林面 積1.75億公頃，森林蓄積量為124.56億立方米，森林覆蓋率為 18.21%,既是森林資源大國，又是森林火災多發國家。國家林業局防 火辦提供的資料表明，1950年-2007年，我國平均每年發生森林火災 22566次，年均受害森林面積近97.75萬公頃。為撲救林火耗費了大 量人力、物力和財力，森林火災對森林資源和生態環境的破壞所造 成的損失難以估量。因此，如何將高科技手段應用到森林資源監測，對火情早發現、 早預報、早撲救，變有災為無

3、災、變大災為小災已成為森林防火工作 的一項迫在眉睫、亟待解決的重大課題。1、國際通常森林防火技術德國投入使用的Fire-Watch System森林火災自動預警系統是一 種應用數碼攝像技術的森林火災自動預警系統，它能夠及時識別與定位森林火災，是當前全歐洲最新的技術。該系統經過了多年的實地試 驗。2002年在勃蘭登堡州、梅克倫堡-切波莫瑞州與薩克森州安裝了 24套這種攝像系統以及7套第二代Fire-Watch裝置，此后該林區共 發生了近120次森林火災，沒有一次漏報。Fire-Watch System 正常 監測半徑10公里，最遠可達40 km,安裝該系統每套需7.5萬歐元。美國利用“大地”衛星

4、在離地面大約 705公里的軌道上繞地球 運轉，探測地面上的高溫地區、濃煙地帶以及火災遺址。美國使用駕 駛林火預警飛機進行24小時監測，雖獲得了成功，但耗費了巨額資 金。加拿大采用從衛星上發射電磁射線檢測林區溫度，當檢測出林區局部溫度上升到150c200C,紅外線波長達3.7微米時，便是火災 前兆，立即測定具體溫度，采取措施及時防火。同時，加拿大林區采 用多架配備先進的直升飛機輪流監測森林火災，飛行費每小時需 5000-6000 歐元。2006 年10月，美國航空航天局（NASA和美國林業局在加州 使用“牽牛星（Altair ） ”無人機在森林大火上空進行了兩次飛行。 使用NASA艾姆斯研究中心

5、提供的紅外掃描器查明了主要火災點，并 將數據發送給地面站，大約每隔30分鐘就向地面中繼傳輸火災圖像， 幾乎實時為消防人員提供了態勢感知能力。 此次任務的完成也標志著 美國聯邦航空局（FAA）首次批準民用無人機在國家空域內執行任務。國外的技術有的雖然可靠，但需要借助高空衛星，且施工太復雜; 有的技術方案基礎實施投資太大，多達幾十萬美元，投入成本過高， 這些難以滿足我國森林資源監測的實際需要。2、國內林業防火解決方案本公司"森林防火無人機預警系統"，以國內價格提供國際品質的優質、穩定的森林防火系統。該系統是以森林火情監測為主，將GP皺術、數字圖像傳輸技術等高新技術綜合應用于森林

6、資源管理中的高科技產品。該無人機系統有如下特點：1）自主知識產權，價格更便宜。2）數字云臺結合GPS火點精確定位；3）點哪飛哪，具備傻瓜式操作，一鍵式回收；4）清晰攝像頭，清晰成像，實時了解火險數據；5）即時監控，可執行夜航任務；6）無線數字傳輸，避免野外架線；7）快速轉移，可大范圍在森林區域進行防火偵察;特別是在森林火災發生時火場上空能見度極低，即使是航護飛機 能達到火場上空，觀察員也無法詳細觀察到地面火場情況， 而在這種 情況下飛行又存著安全隱患。無人機能夠克服航護飛機的這一不足， 通過搭載攝像設備和影像傳輸設備，可隨時執行火警偵察和火場探測 任務。地面人員通過接收來自無人機的微波信號，

7、隨時掌握火場動態 信息。無人機可以全天候地在空中對林區進行勘查，及時發現火情、 報告火場位置、采取行動將火災消滅在初期；無人機配備彩色CCD任 務載荷，按預定航跡對林區進行空中巡查。 并將空中巡查獲取的圖像 數據實時傳回地面測控站，地面測控站將實時圖像通過網絡傳給防火 值班部門。對于可疑點或區域，通過遙控指令可改變無人機飛行航跡 及飛行高度進行詳查，詳查圖像通過無線鏈路實時傳回地面。 對已出 現火情的地區進行空中火情態勢觀察，使滅火指揮部門迅速有效地組 織、布署滅火隊伍，提高滅火作戰效率，防止救火人員的傷亡。無人機配備彩色CCD任務載荷或紅外探測任務載荷可在距地面 800到2000米飛行高度對

8、地面火場進行實時觀察，將獲取的圖像數 據實時傳回地面。為地面消防部門第一時間提供火場地理坐標（經、 緯度）、火場面積、火場邊界、火場蔓延趨勢等火場態勢情報，使消防部隊迅速調配人員進行重點區域滅火工作，及時通知消防人員撤離 危險地區，并根據火場圖像資料為消防人員提供撤離路徑。該套系統也可為一線消防隊伍配備地面便攜式圖像接收設備。無人機獲取的空中觀察火場圖像在機上通過廣播方式向地面發送，一線消防部隊可在火場的任何區域實時接收到態勢圖像和數據，進一步提 高消防部隊的消防效率。對已消滅明火的區域進行空中勘查， 及時發 現存在的暗火，有效地防止火災復燃。依靠空中火情觀察人員的肉眼 無法觀察到到火場暗火的

9、情況。在過火面積較大時，采用地面人員查 找暗火方式，要使用大量人員且不利于人員安全。無人機配備紅外探 測任務設備，在過火地區空中對地面進行紅外探測， 紅外探測設備可 穿透煙霧敏感到地表的溫度情況，采用制冷紅外探測任務設備可增加 紅外探測距離、提高敏感溫度精度。空中無人機使用紅外探測任務載 荷可獲取火場區域完整的地面溫度分布狀態圖像， 火場紅外探測圖像 實時傳回地面。可使消防指揮及時了解滅火效果， 及時調配消防人員 對隱患點或區域進行重點防范消滅暗火。通過安裝彩色CCD任務載荷的無人機對過火地區的空中觀測，可獲取森林火災損毀評估的實時 圖像，并可對重點區域獲取更為詳細的圖像數據。可以看出，無人機

10、的應用重點解決在地面巡護無法顧及的偏遠地 區發生林火的早期發現以及對重大森林火災現場的各種動態信息的 準確把握和及時了解，也可以解決飛機巡護無法夜航、煙霧造成能見度降低無法飛行等問題。作為現有林業監測手段的有力補充， 無人機 顯示出其它手段無法比擬的優越性，在林業火災的監測、預防、撲救、 災后評估等方面必將得到廣泛的應用。同時，無人機系統也可用于人工增雨，其以使用簡便，機動性好, 便于投放，又沒有人員安全的風險等特點而見長，因此特別適合森林 防火作業中的人工增雨。無人機共攜帶 10枚增雨焰條，通過掛架掛 載在機腹與起落架中間。飛行中點燃某枚焰條由地面遙控進行控制， 并通過遙測信息顯示焰條是否已

11、點的狀態。 每次可同時根樨情況同時 點燃多根發煙管。根據有人機人工降雨作業投放碘化銀數量與作業區 域的關系，10枚增雨焰條的碘化銀含量即可滿足 100平方公里的人 工降雨作業區域要求。當前我國的火情望、監測體系不健全，火場通 信聯絡不暢，防火道網密度過低，森林航空消防覆蓋面不廣，機源緊 缺，缺乏夜航和低能見度條件的飛行能力，遠不能滿足實際工作需要。 而無人機具有續航時間長、影像實時傳輸、高危地區探測，成本低、 機動靈活等特點，對氣象的要求低，且沒有機場、飛行員及飛機保養 等費用的支出，使用維護成本遠遠低于有人機。無人機作為當前林火 監測手段的有力補充，能夠在森林防火和森林消防等方面得到長足的 發展。目前無人機在林業中的應用尚處于初始階段，沒有形成規模， 隨著無人機在林