无人机森林防火系统的成本效益分析与商业化推广策略

1 引言

1.1 研究背景

森林是人类最宝贵的自然资源及财富 , 近年来 , 人们也越来越意识到了森林防火工作的重要性。新时期 , 做好森林防护工作 , 可以为森林资源的可持续发展提供保障 , 其对人类生命财产安全也有着极为重要的意义。 [1] [2]同时有利于保证人民的生命财产安全。但是目前仍然有一些人没有充分认识到森林防火的重要性，一旦森林起火无法及时采取有效措施扑灭火灾。近几年全球范围内森林大火频发，采用传统的人工巡查和卫星遥感的方式监控有明显的时间延时和费用高昂的问题，使用无人机方式巡查更便于发挥机动性高、可精确观测的优势，成为了目前森林防火的新生力量。但是由于无人机系统的一次性投入和运行的成本都比较高，并且对于系统本身的商业价值也未能做出清晰评价，还存在市场前景不确定的情况。

1.2 研究意义

计算无人机森林防火系统的投入产出比、探索其可持续发展的商业模式有利于优化配置资源、升级林业防灾减灾技术、兼顾生态和经济建设，让人民群众共享改革发展红利。[5]

2 无人机森林防火系统成本构成分析

2.1 硬件成本

无人机平台：多旋翼无人机适合用来做短距离的细查，固定翼无人机适合做长距离的巡逻，他们的单价分别是 万以及 5^～20 万。传感器设备：热成像仪 (3—10 万 )，多光谱相机 (5—15 万 )，激光雷达 (10—30 万 ) 等专业设备占硬件成本的 40%～60% 。地面控制站与通信设备：包含便携式地面站以及中继基站两个系统，预算大概花费为2-8 万。

2.2 软件成本

数据处理软件：图像识别、火情预警算法开发的价格为每套 5^～15 万元。系统维护与升级：一年花在软件上的钱大概是其所开发的钱的 10%～15% 左右。

2.3 运行成本

能耗与耗材方面：燃油无人机的燃料费用大概在每小时30 元至80 元之间，电动无人机的电池更换周期差不多是两年到三年，一组电池的价格大概在一千元至三千元左右，人员培训方面：操作员以及数据分析员的培训费用，每个人大约需要花费 5000 元至 10000 元，数据传输方面：5G/ 卫星通信的流量费一个月大概是 500 元至 2000 元。

2.4 隐性成本

研发投入：定制化系统开发周期 6-12 个月，投入约 20-50 万元；设备折旧：按 3-5 年折旧期计算，年折旧率 20%-33%. 。

3 无人机森林防火系统效益分析

不可否认，如今林业资源至关重要，同时，林业资源的发展对许多行业的发展提供了有利的帮助，也使人们获得了相应的经济效益，无人机有着诸多优点，而且无人机的引入能使森林防火工作实现最有效的防护作用，当需要使用无人驾驶遥感飞行器时，其能对森林资源的应用起到非常大的作用，并且花费相对较少的资金，在森林防火方面也会拥有巨大的作用与效果，而且能够很好的保护生态环境，除了无人驾驶遥感飞行器自身仅依靠空气动力工作外，还可以做到无人操作与无人控制地完成工作，实现绿色环保的目标。对于社会经济以及人类的利益都有着很大价值的作用。 [3][4]

3.1 经济效益

直接收益：减少由于火灾引起的木本植物经济损失（某林区数据表明，每年大约可避免500 万元）。成本节约：相较人工巡查方式，使用无人机巡查能减少 7 成以上的人力成本，一个人工巡查队 10 人，每年大概要花掉 80 万，使用无人机之后每年可以省下56 万。

3.2 社会效益

生态保护：减少火灾带来的森林生态系统的毁坏，保护好各种生物种类。公共安全：缩短火情响应时间，减少火灾对周边居民及基础设施的威胁；政策价值：助力实现“双碳”目标，符合国家林业高质量发展战略。

4 商业化推广策略

4.1 创新盈利模式

数据增值服务方面，每年可为林业部门撰写一份关于森林资源动态监测的报告，其单价处于 5 至 10 万元的范围，保险合作模式上，会和保险公司一同开展合作，研发出“森林防火保险套餐”这一产品，并且把无人机巡检当作保险的附加服务内容，广告与赞助层面，会把非禁飞区域内的无人机机身或者数据平台转变成为宣传环保公益的广告展示平台。

4.2 政策与产业协同

争取政策支持：提出国家林业科技推广项目经费补助申请 ( 最高不超过项目总投入的 30% )。构建产业联盟：与无人飞机制造厂、软件公司、科研院所构成研发、服务网络。

4.3 市场细分与差异化服务

高端市场：面向国家级自然保护区提供“硬件 + 软件 + 数据服务”的一揽子整体解决方案。普惠市场：将中小林区开展设备租赁、按次巡查的轻资产化方式。

5 结论

无人机森林防火系统在经济上具备显著可行性，通过精准的成本控制与创新商业模式，可实现生态效益与经济效益的协同发展。未来需进一步完善政策支持体系，推动技术标准化，加速行业规模化发展。

参考文献：

[1] 潘新艳 . 新时期森林防火中新问题的探讨 [J]. 农技服务 , 2017, 34(10): 94+111 .

[2] 魏书精, 魏书威. 传统森林防火工作透析与现代林火生态管理的路径选择 [J]. 森林防火 , 2009, (04): ^6-9+11 .

[3] 任万丽 . 浅谈无人机森林防火中的应用 [J]. 农业与技术 , 2015, 35(16): 54-55.

[4] 俞虹, 张吉龙. 关于无人机在森林防火监测方面的探究 [J]. 黑龙江科技信息 , 2016, (17): 271.

[5] 李光俊. 无人机遥感技术在森林资源调查中的应用 [J]. 造纸装备及材料 , 2025, 54 (02): 121-123.

基金项目：四川省2025 年校级大学生课外科研项目立项项目《天瞳·森空巡护系统》（2025KW016）

一作：谭小阳，男，汉族，籍贯四川内江 生于：2004-12-20

本科在读，研究方向：电气工程及其自动化专业。二作：胡承泽，男，汉族，籍贯四川达州 生于：2005-12-03

本科在读三作：李宗杰，男，籍贯四川凉山州盐源县，生于：2005-8-17

本科在读四作：钟永樑，男，籍贯四川泸州，生于 2006-01-05本科在

读五作：鲜鑫，男，籍贯四川南充，本科在读六作：冯怡心，女，籍贯四川南部，本科在读