无人机在森林防火中的应用探索

引言：

随着森林资源保护重要性日益凸显，森林防火成为林业管理的关键任务。三江口国有林场受地形地貌、人为用火等因素影响，传统巡护方式难以满足防火需求。无人机凭借高机动性、实时监测等特性，为森林防火提供了创新解决方案，对保障林区生态安全具有重要意义。

一、概况与防火困境

1.1 林场基本情况

经营面积 10.16 万亩，有森林面积 9.99 万亩，其中：国有 9.04 万亩、集体 0.95 万亩，森林覆盖率 98.26% ，辖 9 个资源管理站，有林区 42 个、涉及 9 个乡镇，2025 年林场共排查出风险隐患点1438 个（其中：庙宇及民间祭祀点10 个、油气管道2 条、窝棚伙房58 个、林区墓地398 处、林缘农地（田）807 块、租地127 块、放牧户24 户、养蜂户14 户），地形以沿江高热河谷、陡坡山地为主，防火形势严峻。

1.2 传统防火面临的挑战

隐患排查困难：林缘区域登记农地、墓地分布零散，人口流动性大，传统祭祀烧香、烧纸、村民农事用火（烧田地更、麦秆）等行为难以管控，火险隐患排查存在盲区。

巡护效率低下：复杂地形导致人工巡护难以覆盖偏远区域，高温少雨季节林下可燃物堆积，火点发现延迟，且防火通道不畅，火灾扑救时效性差。

二、无人机在森林防火中的应用实践

2.1 立体化防火宣传

清明节期间受上坟祭祀、旅游踏青和春耕生产等野外火源威胁，历来是森林草原火灾易发高发期，利用无人机搭载高分贝喇叭，针对墓地、祭祀点等重点区域循环播放防火通告、清明节文明祭奠通告，2025 年清明节期间对腊勐松山、大松坡、公鹅头、大围山、龙塘山、寇寨山、长岭干山、藻塘山、佛龙寺、河头尖山、邱家寺、达摩山等重点林区进行无人机巡护宣传，成功制止多起违规用火行为，显著提升林区群众防火意识。

2.2 精准化火源识别与智能预警

无人机配备高热红外成像仪和高清摄像头，结合 AI 图像识别技术，可实时捕捉林区热源和烟雾信号。通过分析林场历史火灾数据，优化飞行路线，优先覆盖高风险区域（干热河谷沿江一线）；同时，整合气象数据（风力、气温、湿度等）建立火灾风险评估模型，在火灾萌芽阶段即发出预警，为应急响应争取宝贵时间。

2.3 高效化应急响应辅助

火场实时勘查：火灾发生时，无人机迅速飞抵现场，通过实时传输高清影像和热成像数据，帮助指挥员掌握火势蔓延方向、火场温度分布等关键信息，科学调配扑救力量。

2.4 灭火作业支持：部分无人机可携带灭火弹、干粉等物资进行精准投送，或搭载风力灭火设备开展空中灭火；在三江口、大围山、龙塘山、大松坡等沿江一线险要地形区域，替代人工执行近距离火情侦查任务，降低人员伤亡风险。

2.5 灾后评估与搜救：火灾扑灭后，无人机对受灾区域进行全景航拍，结合 GIS 技术评估森林受损面积和程度；利用热成像功能搜索被困人员，辅助开展灾后救援工作。

三、无人机应用成效与现存问题

3.1 应用成效

监测效率显著提升：通过无人机的高频次巡航，三江口国有林场林区的监测覆盖效率较人工巡护提高5 - 8 倍。人工巡护需耗时1 天的区域，无人机仅需2 - 3 小时即可完成巡查；火点平均发现时间大幅缩短至10 分钟内，相比传统人工巡查方式，能够更早发现火情，为火灾扑救争取宝贵时间。

火险管控能力增强：借助无人机立体化防火宣传与实时监测，林区违规用火行为得到有效遏制。自2025 年无人机投入使用后，违规用火发生率较以往下降 40% 。同时，高火险区域（如大松坡、龙塘山、大围山等）的巡查频次由原来的每周2 次提升至每周3 - 4 次，极大降低了火灾发生风险。

应急响应更加科学：无人机在火场实时勘查中发挥重要作用，使火灾扑救决策时间缩短 30% 。通过无人机回传的高清影像和热成像数据，指挥人员能够更直观地掌握火势蔓延方向、火场温度分布等关键信息，实现救援力量的科学调配，避免资源浪费，显著降低火灾造成的经济损失和生态破坏 。

3.2 现存问题

3.2.1 技术层面

续航能力有限：当前无人机单次飞行时间通常不足 1 小时，难以满足大面积林区长时间连续巡查需求，频繁更换电池也影响工作效率。

环境适应性差：三江口国有林场多山地、河谷地形，大风天气频发，无人机在复杂气象条件下（如 8 级以上大风）作业稳定性不足，存在坠机风险。

数据处理待优化：无人机采集的海量影像和数据，目前主要依赖人工分析，智能化处理水平较低，难以实现火源的快速精准识别和趋势预测。

3.2.2 管理层面

空域审批繁琐：无人机飞行需提前向相关部门申请空域，审批流程耗时长、手续复杂，有时会错过最佳巡查时机。

专业人才短缺：林场缺乏专业的无人机操作人员和数据分析师，现有人员在飞行操控、设备维护、数据解读等方面能力不足，影响无人机功能的充分发挥。

运营成本较高：无人机设备购置成本高昂，且日常维护、电池更换、软件升级等后续费用持续产生，给林场带来较大经济压力 。

四、优化无人机森林防火应用的建议

4.1 技术创新

加大科研投入，研发长航时、高抗风能力的无人机机型，例如采用氢燃料电池或太阳能技术提升续航，减少频繁充电的时间成本。此外，应加强对无人机硬件和软件的创新，尤其是在图像处理和视频监控技术方面，通过实时传输高清图像或视频，提高火源的早期识别能力。深化AI 与大数据技术在无人机森林防火中的应用，开发智能化数据处理系统，提升火源识别准确率和火灾趋势预测精度，帮助预警系统更及时、精准地应对突发火灾。

4.2 管理优化

推动建立无人机防火专用空域快速审批机制，简化流程，缩短审批时间，使无人机能够在火灾发生的黄金时段迅速投入巡查工作。此外，强化无人机的飞行安全管理，制定针对性的飞行规范，确保无人机在高风险区域的安全飞行。加强与专业院校、培训机构的合作，开展无人机操作、数据处理等专项培训，培养林场专业技术人才，提升操作员的技术水平。通过建立林业部门、气象部门、应急管理部门等多部门协作的联防联控模式，实现信息共享、协同作战，提升应急反应速度与效果。

4.3 成本控制

积极争取政府财政补贴和政策支持，降低设备采购成本；引入企业合作，探索“政府主导、企业运营”模式，分担运营费用；推广无人机集群作业模式，多架无人机协同工作，提高资源利用效率，降低单位面积巡查成本。

五、结论与展望

无人机技术在三江口国有林场森林防火中的成功应用，有效弥补了传统防火手段在监测效率、火险管控和应急响应等方面的不足，显著提升了森林防火工作的科学性和效率。随着无人机技术的不断进步，如长航时技术、智能识别算法的突破，以及管理经验的持续积累，无人机有望在森林防火领域发挥更大作用。未来，无人机或将与卫星遥感、地面物联网传感器等深度融合，构建“空天地一体化”的智能森林防火体系，为森林资源保护提供更加坚实可靠的保障。

参考文献：

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