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Mobile Science

无人机在森林防火中的应用及其重要性

作者

来久贺

黑龙江省大兴安岭林业集团公司加格达奇航空护林站 165000

引言:

近年来,受气候变暖极端天气增多、野外人为活动增加等因素的影响,森林火灾的发生频率和规模呈上升趋势。传统的森林防火体系在面对日益复杂的火灾防控形势时,逐渐暴露出了不足之处。在火情监测环节,人工巡查难以覆盖地形复杂、面积广阔的林区,巡查难度大、效率低。在预警预报环节,传统方式对火灾的早期识别能力较弱,往往在火势已经形成一定规模后才能发现,错失最佳的扑救时机。同时,火灾发生后的火情评估依赖人工估算,数据准确性低,难以给指挥决策提供科学支撑。探讨无人机在森林防火中的具体应用及重要性,对于完善现代森林防火体系、保护森林资源安全、维护生态平衡具有十分重要的意义。

一、无人机在森林防火中的应用

(一)火情监测与早期预警

首先,在森林防火的日常监测中,无人机凭借灵活机动与高空视角的优势,能够覆盖大范围的林区。根据预设航线,无人机按照固定频率对林区进行巡航,利用搭载的高清摄像头实时捕捉林区的地表影像,精准识别疑似火点的烟雾、火光等特征。同时,红外热成像仪可以突破光线和天气的限制,即使在夜间、大雾或者浓烟环境下,也能通过探测地表的温度差异,发现还没有形成明显火焰的暗火或隐火,实现火情的尽早识别。

其次,在预警预报环节,无人机与地面指挥系统实时联动,一旦发现疑似火点,立即把火点位置、火势初期状态等数据传输给指挥中心。结合地理信息系统,指挥中心快速定位火点坐标,划定受火情威胁的区域,并根据火点周边的植被类型、地形地貌等信息,对火势的蔓延趋势进行初步判断,第一时间向附近的林区管护站、森林消防队伍发出预警信号,为早期火情处置争取时间,避免小火情发展为大规模火灾。

(二)火情评估与扑救指挥

首先,在森林火灾发生后,无人机可以快速抵达火场上空,全面评估火情,为扑救指挥提供精准的数据支撑 [1]。通过多角度、多频次的飞行拍摄,无人机能够获取火场的全景影像,结合图像处理技术,计算过火面积、火点数量和火势强度。同时,利用搭载的气体传感器探测火场周边的一氧化碳、二氧化碳等气体浓度,评估火灾对空气质量的影响以及潜在的爆燃风险。此外,利用激光雷达扫描火场地形,生成三维地形模型,帮助指挥人员掌握火场周边的沟壑、陡坡等复杂地形,避免扑救人员误入危险区域。

其次,根据无人机提供的实时火情数据,指挥中心可以制定科学的扑救方案。根据火势的蔓延方向和速度,确定最佳扑救方案,合理部署森林消防队伍、灭火装备设备;结合火场的地形和植被分布,确定使用风力灭火机、水枪水泵、灭火弹等常规灭火工具及全地形森林消防车、推土机、挖掘机、隔离带开设机等大型装备灭火作业的最佳区域;针对火势凶猛、人员无法靠近的核心区域,参考无人机传回的实时影像,调整扑救技战术,远程指挥灭火作业,开展高效且安全的扑救行动。

(三)火灾扑救支援与灾后评估

首先,在扑救支援方面,无人机可以完成部分危险性较高的任务。对于火势较大、温度过高的火区,大中型无人机可搭载灭火弹、水囊等小型灭火装备,在地面指挥下精准投放到火点,压制局部火势,为地面扑救人员开辟安全通道。同时,借助无人机向被困在火场中的人员投送急救药品、饮用水、通讯设备等物资给养,保障受困人员的基本生存需求,为救援争取时间。

其次,在火灾扑灭后,利用无人机全面勘察过火区域,完成灾后评估工作。通过对比火灾前后的林区影像,统计受损林木的种类、数量和分布范围,评估火灾对森林生态系统的破坏程度;利用红外热成像仪检测火场的余温,排查是否存在复燃的风险。同时,参考无人机采集的影像数据,绘制灾后地形图,为后续林区的植被恢复、生态修复规划提供基础资料。

二、无人机在森林防火中的重要性

(一)有利于提升防控效率,减少损失

无人机一天可以完成数十平方公里林区的巡航,按预设程序自主飞行,减少人工干预,森林火灾的监测成本得到降低。在处置火情时,无人机的早期预警和快速评估功能可以把火情扼杀在萌芽阶段,避免火势蔓延扩大,从而减少林木的焚毁数量,减轻火灾对生态环境的破坏,同时减少后续扑救需要的人力、物力投入,降低灾害造成的经济损失。

(二)有利于保障人员安全,降低风险

在森林火灾的扑救过程中,火场环境复杂,高温、浓烟、垮塌等风险时刻威胁着扑救人员的生命安全。无人机的应用可以代替人员进入高危区域执行任务。在火情监测阶段,不需要人员深入偏远、陡峭的林区;在扑救阶段,利用无人机远程完成火点侦察、挂载灭火弹(水囊)灭火及物资投送等工作,提高灭火效率,减少人员直接暴露在危险环境中的情况。

(三)有利于优化资源配置,落实现代化防控

无人机和大数据、人工智能等技术的融合,推动森林防火从经验型向数据型转变。通过长期积累的无人机监测数据,可以建立林区火情数据库,分析不同季节、不同区域的火灾发生规律,为森林防火资源的精准配置提供依据。同时,无人机的应用推动了森林防火体系的技术升级,促使地面监测站、指挥系统等配套设施进行数字化改造,提升森林防火的整体智能化水平 [2]。

三、结语

总而言之,无人机在森林防火工作中的有效应用,能够在提升监测效率,强化预警能力的同时降低扑救风险,减少灾害损失。在具体的工作实践中,可以将无人机运用于火情的监测和早期预警、火情的评估和扑救指挥以及火灾的扑救支援和灾后评估,构建起覆盖全流程的森林火灾防控体系,为森林防火事业的可持续高质量发展保驾护航。

参考文献:

[1] 蒋静 , 李凤军 , 张丽萍 , 等 . 无人机在森林防火领域的实践 [J]. 中国宽带 ,2025,21(09):106-108.

[2] 张 超 . 森 林 防 灭 火 工 作 中 无 人 机 的 应 用 探 讨 [J]. 森 林 防火 ,2025,43(02):94-96.

作者简介】来久贺,1993 年4 月生,男,汉族,安徽省阜阳市人,本科学历,林业助理工程师,研究方向:森林资源保护与林火管理。