一年燒掉幾百億 森林防火難題何解？無人機或是良方

2018-09-27 15:54來源://

原標題： 一年燒掉幾百億 森林防火難題何解？無人機或是良方

森林火災 一年燒掉幾百億

森林火災是世界八大自然災害之一，具有“速度快，突發性強，破壞性大”的特點。全球每年平均發生森林火災20多萬起，燒毀的森林面積約占全世界森林總面積的1‰以上，如不加強建設預防和響應機制，地球上的森林可能會被林火吞噬殆盡。

一、我國森林火災形勢嚴峻18年秋防責任重

據國家統計局發布的2017年《中華人民共和國2017年國民經濟和社會發展統計公報》，2017年我國全年共發生森林火災3223起，森林火災受害森林面積2.5萬公頃，森林火災數量比2016年增長了58.5%，受害森林面積是上一年的4倍。

自2008年起，我國森林火災發生數量連續9年呈下降趨勢，但2017年災情數量、受災面積和損失陡然上升，2018年的森林防火工作受到各級領導的額外重視，森防部門責任巨大。

盡管各部門對森林火災嚴加防范，林火仍然時有發生, 與此同時，世界各地也遭受著森林火災的危害，都造成了巨大人員傷亡和經濟損失。可見中國、乃至全球的森林防火形勢均十分緊張嚴峻。

2017年俄羅斯大火蔓延至我國大興安嶺

二、森林起火成因99%是人為

森林起火原因分為人為和自然因素，目前國內森林火災約99%由人為因素引起，其中由于開墾燒荒、野外吸煙、上墳燒紙、林場工人操作不當引起的火災占大多數。

森林火災受氣候、氣象、地理環境等因素的影響，存在“難預防，難發現”的特點，一旦起火，火勢將在林區中迅速蔓延，造成難以估量的損失。

三、國內防火工作現狀

在2018年9月11日公布的“國家林草局編制規定”中，明確了由森林公安局負責防火工作的要求， 我國自20世紀60年代初就確定了“預防為主、積極消滅”的八字方針，將預防林火放在保護森林的重要位置。

森林防火分為每年3月15日至6月15日的“春防”，和每年9月15日至11月15日的“秋防”，這兩個時間段林區普遍氣候較為干燥，風大雨少，是最容易發生火災的季節，因此防火期內林區禁止一切許可外的野外用火，防火期內違反相關規定，嚴重時可能會承擔刑事責任。

森林火災動輒需要上千人次參與救援

四、航空航天防火的應用

航空防火，即將航空飛行器應用于森林防護工作，分為載人飛機和無人駕駛飛行器兩種，我國已初步建立了國家森林火險預警體系，全國形成以北方、南方兩個航空護林總站為核心，以各航空護林站為骨干，較為完備的森林航空消防體系，開展航空護林的省（區）已達到19個，租用飛機數量近300架次。

航空護林已在我國應用了60余年

五、通信指揮保障：“耳聾眼瞎”老病根

通信指揮系統是森林防護的另一大重點工作所在，由于森林火災“蔓延快、蔓延廣”的特點，防火和火情信息的快速通報和及時更新十分重要。目前我國已初步建成以超短波通信網為基礎，以衛星通信和機動通信為補充的通信系統，森林防火通訊覆蓋率達70%。

結合目前森林防火和通信需求，建立無人機森林防火巡查及通信體系，是最適合我國森林防火事業的發展方向。

六、無人機防火體系應用前景

(一)、無人機森林防火原理及流程

無人機，即無人駕駛飛行器，可以代替人力，從空中對森林進行監控，實時發現起火點；通過裝載不同的任務設備，如攝影攝像、紅外熱成像、多光譜等裝置，可以獲取不同維度的森林信息。

無人機自主飛行 脫離人工作業

目前國內眾多的解決方案中，華瑞通提供的無人機云平臺針對森林防火大范圍、強實時、高可用、早預判等需求，提供包括飛行采集、數據分析、險情分發、指揮聯動為一體的森林防火解決方案。

通過這套系統，無人機能夠代替地面和航空護林員，自主飛行既定線路，或在地控人員的遠程操作下，變換不同角度和路線監控森林。區別于傳統的無人機通信，森林防火方案采用中國聯通優化的專用網絡，減少了通信鏈路建設投入，避免以往技術手段“人追飛機跑，十里就失聯”的通信窘境，保障拍攝的影像和數據實時傳回指揮調度系統，再經過系統智能處理分析，自動預警可疑險情位置；如果遇突發情況，險情信息將被直接分發給林區中的工作站、巡邏車和巡防人員，迅速調動響應力量，采取緊急行動。

無人機森林防火運作體系

(二)、無人機森林防火效果評估

1、優勢

1.1無間斷監控，安全高效

天宇經緯在云南航拍火情的實時畫面

無人機在森林防護領域已應用了近10年，一直以來受制于通信鏈路的距離限制，無法做到人機真正分離；架設基站供給通信的成本過于高昂，難以實現。

通過提供的無人機云服務，基于對現有運營商通信基站的優化，為無人機提供測控網絡，做到了實時傳輸，實時控制。僅單架次就可以日常巡視數千平方公里森林，一旦有森林火災發生，指揮站可以通過無人機，實時觀察到火場情況，聯動周圍場站滅火，減少人力參與，避免遺漏，安全高效。

1.2智能安防，科學數字化預警系統

紅外成像系統顯示高溫可疑火點

無人機通過網絡測控系統、地理信息系統、定位系統和主動回報系統，能夠通過分析地形，天氣，森林分布疏密程度等情報，智能化自動預警森林火災，準確定位火災范圍坐標，并通過數據成像和熱成像等技術，分析火源、火勢等現場信息，為指導消防指揮部有效滅火提供數據支持。

1.3成本低，耗時短

無人機技術不斷發展 長航時飛機逐漸增多

無人機采用新型復合材料，經久耐用，能適應多種作業條件，機體使用壽命長。用無人機進行森林防火，可以及時發現，及時撲救，所耗成本低。天宇經緯無人機平臺最大速度可達到180km/h，續航5-10小時以上，對比普通森林防火措施，可以在單位時間內，巡查更大面積的森林，更頻繁、更高效地巡視森林，更快速地到達火場。

1.4適用范圍廣，不懼條件惡劣

森林火場濃煙高熱 載人直升機很難靠近

森林巡防條件比較惡劣，現有基層護林工作存在“人員年齡大、工作環境苦”的現實，一旦發生險情，人力難以在第一時間到達。無人機可以穿過滾滾濃煙，到達起火現場，無論陰雨、濃霧、晴陰、白天、夜晚均可以得到清晰的監測成像結果。

1.5現有機場基礎設施完備

寶雞航空護林站機場

我國主要林區護林站現已建有森林機場，有相關人員編制，基礎設施較為完善，可直接作為無人機起降和維護場地，節約土地資源及建設成本。

1.6清晰成像，數據收集準確

無人機對林地邊界面積測量

無人機通過搭載不同任務載荷來滿足不同監測需求：通過高清晰度，高分辨率的相機、紅外線成像儀等，收集到準確有針對性的數據，經過系統演算和模擬，形成高清的圖像信息和準確的火險數據，建立森林資源實景模型庫，精確定位火點坐標，快速抵達救火現場。還可以進行數據模型對比分析，分析林木長勢和動物分布情況等。

1.7操作簡便，程序化處理

無人機云平臺傳輸聯動機制

智能化操作，覆蓋巡檢、護林、救災全流程。被監控區域、固定控制站、移動控制站，三點信息實時傳輸，防火救火流程程序化。日常巡檢信息系統自動記錄存儲，遇險直接分發通報，方便部署各部門緊急救災。

1.8專用低空測控網，避免野外架線

山林中現有較多基站設施

無人機飛行普遍受限于測控半徑，無法遠途飛行；數據傳輸、處理，耗時低效；實時直播、快速成圖，難以實現，制約應用價值。

利用覆蓋全國的移動通信網絡基礎設施，選擇山區林區地勢較高、通視良好的通信基站，優化為無人機專用低空測控站，減少了野外架線投入和環境破壞，受地形和天氣干擾小，信號更好，數據傳輸快速準確。緊急情況下，無人機也可以成為空中中繼站，應急通信可以得到保障。

此外，無人機在森林養護和病蟲害防治等項目上也有廣闊的應用前景：通過搭載多光譜相機、傾斜攝影相機等設備，能夠獲取林木長勢信息和建立3d森林模型，便于林業部門更高效地管理森林資源。

2、無人機防火發展與挑戰

2.1續航時長

無人機代替人工作業的優越性之一在于續航時長，先進的技術和能源在不斷刷新民用無人機續航里程和時間。

2.2飛行安全

使用無人機的基礎是飛行安全，保障無人機自身飛行安全，加強無人機空中秩序系統的完善，是無人機領域不變的發展方向。

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