无人机在森林草原防火预警中的实践应用

作者: 李海军

无人机在森林草原防火预警中的实践应用0

随着森林草原防火意识的增强,各地开始逐步采用现代技术手段来提高防火能力。无人机技术的快速发展为森林草原防火预警提供了新的解决方案。然而,无人机防火预警技术的应用还面临一些挑战。相关部门针对甘肃地区森林草原防火现状,探讨无人机在防火预警中的必要性,并提出了一些无人机防火预警应用技术方案。

一、甘肃森林草原防火简析

(一)防火现状

近年,甘肃省森林草原防火工作已经取得了一定的成效。通过落实林长制和地方政府行政首长负责制,明确各级各部门的防火责任,建立了跨区域森林草原防火联防联控工作机制,协同做好森林草原防火工作,加强对高火险区的巡逻管控,广泛开展防火全民宣传教育等措施,有效预防和减少了火灾事故的发生。然而,仍然存在一些有待改进的问题。在传统民俗节日、假期及森林草原火险气象等级高危时段,要加大禁火命令的发布和执行力度,严厉打击违规用火行为,避免因人为因素引发的森林草原火灾。此外,要加强对森林草原消防专业队伍的建设和管理,提高其专业化水平和应急能力,及时靠前驻防,遇有火情随时出动。同时,应建立会商研判机制,协调做好气象预警、林牧区治安维护、交通畅通等保障工作,科学防范应对各类复杂森林草原火灾情况。因此,相关部门应该进一步加强森林草原防火工作,完善防火措施,提高预警能力和应急处置能力,增强公众的防火意识,确保森林草原的生态环境和人民群众的生命财产安全。只有不断加强防火工作,才能有效减少森林草原火灾的发生,保护甘肃省的生态环境。

(二)无人机应用的必要性

随着气候变化和人类活动的增加,森林草原火灾已经成为全球范围内的重大环境问题。甘肃省是一个林业和畜牧业发达的省份,防火工作的重要性不言而喻。在这种情况下,应用无人机进行防火预警已经变得越来越重要。

1.无人机可以在空中监视和检测烟雾、温度和湿度等信息,及时发现火灾的蔓延情况。与传统的森林防火观测相比,无人机具有更高的空中视野和更广的覆盖面积,可以实现对森林草原防火的实时监控。

2.无人机的应用可以减轻森林草原防火工作人员的工作负担,提高工作效率。在甘肃省应用无人机进行防火预警还有其他好处。例如,无人机可以快速响应紧急情况,并向防火指挥中心传递实时图像和数据。这可以帮助指挥人员及时采取措施,避免火灾的蔓延和扩大。无人机还可以帮助指挥中心快速确定火灾的位置和范围,提高应对火灾的准确性和效率。

虽然无人机现阶段仍然属于有待发展的阶段,但随着技术的不断发展和成熟,无人机在防火预警中的应用将变得越来越普遍和必要。它将为森林草原防火工作提供更准确和实时的信息,帮助我们更好地预防和控制火灾,保护甘肃森林草原的环境和人民群众的生命财产安全。

二、无人机防火预警应用技术探索

(一)技术模式

随着无人机技术的不断发展,无人机在防火预警方面的应用已经逐渐成为现实。在防火工作中,无人机可以采用巡查、预警、侦察和灭火四种模式,以提高防火工作的效率和准确性。

1.无人机可以采用巡查模式,通过无人机的航拍,对防火区域进行全面、细致的巡查。这种模式可以快速发现火点、火线等火灾迹象,及时报警,使火灾得到更快速的响应和处置。

2.无人机可以采用预警模式,利用其高度、速度等优势,实现对防火区域的快速监测和实时预警。预警模式可以实现对火灾的早期发现和快速报警,减少火灾的发生和扩散,更好地保障人民群众的生命财产安全。

3.无人机可以采用侦察模式,通过无人机搭载的高清摄像机、热成像摄像机等设备,对火灾现场进行精细化、高清晰度的图像和视频采集。这种模式可以更准确地确定火源、火势、火线等情况,为灭火工作提供更精准的信息。

4.无人机可以采用灭火模式,在确定了火源、火势、火线等信息后,可以搭载灭火装备、消防泡沫等工具对火灾进行灭火作业。这种模式可以在不暴露消防员生命安全的前提下,将灭火作业进行到底,有效遏制火灾的发生和扩散。

(二)技术方案

1.红外热成像。无人机防火预警可以为我们提供一种高效的灾害监测和预警手段。其中,红外热成像技术是应用技术的重要组成部分。红外热成像技术利用红外线传感器来捕捉热辐射,并将其转换成可视化图像。因此,它可以帮助我们在大范围内检测火灾或潜在的火灾危险。这种技术不仅可以在林区等野外环境中使用,也可以在城市建筑物中使用。在无人机防火预警应用技术中,红外热成像技术可以帮助我们快速发现潜在的火灾危险。例如,在林区,红外热成像技术可以检测树木枯死或者热点异常的区域,这些都可能是林火的征兆。在城市建筑物中,红外热成像技术可以检测电气线路、机器设备等潜在的火灾危险。通过使用无人机,我们可以快速覆盖大范围区域,提高预警的准确性和时间效率。

2.可见光摄影。无人机防火预警是当前火灾监测和预警领域的重要方案之一,可见光摄影技术是应用技术中的重要组成部分。第一,可见光摄影技术利用相机捕捉可见光谱范围内的光线并转换成可视化图像,可以为火灾监测和预警提供重要信息。在无人机防火预警应用技术中,可见光摄影技术可以通过捕捉火灾现场的照片和视频来快速确定火灾的位置和规模。无人机搭载的高清相机可以捕捉到高分辨率的图像和视频,这些图像和视频可以为救援人员提供火场情况的详细信息,帮助他们更好地了解火灾现场的情况,提高灭火救援的效率和准确性。第二,可见光摄影技术可以捕捉火灾现场的烟雾和火焰等信息,这些信息可以帮助救援人员评估火势的发展情况,采取更加有效的灭火措施。第三,可见光摄影技术可以为后续的火灾调查提供重要的证据,帮助相关部门更好地了解火灾原因和防范措施。

3.激光测距。激光测距技术是无人机防火预警中的一项重要技术,主要利用激光传感器进行测距,可以实时准确地获取火灾现场的距离信息,从而提供更加精准的火灾预警信息。激光测距技术在无人机防火预警中的应用具有很多优点。第一,它可以在短时间内对火灾现场进行快速准确的距离测量,为灭火救援提供重要的参考信息。第二,激光测距技术具有非接触式测量的特点,可以在不影响火场的情况下进行距离测量,保障了灭火救援人员的安全。第三,激光测距技术可以适应不同环境条件下的测量需求,如在夜间、低能见度等特殊条件下进行测量。第四,激光测距技术在无人机防火预警中的应用,可以实现多目标距离测量和距离信息的可视化展示,帮助救援人员更好地了解火场情况,提高灭火救援的效率和准确性。第五,激光测距技术可以与其他传感器相结合,如红外成像、气体传感等,形成多源数据融合,从而进一步提高火灾预警和救援的准确性和可靠性。

三、无人机在森林草原防火预警中的实践

(一)无人机巡护预警

将甘肃省森林和草原火灾风险普查的分析评估结果作为依据,在对各项机制深入落实的基础上,合理划分森林草原火灾风险区域,让其形成标准方形网格,对无人机合理利用,完善网络评估机制。通过使用无人机搭载专用摄像机,依照预定的飞行航线,将巡护监测任务高效完成,快速找出区域内的火情险情、违法焚烧等情况,并对所获取的影像信息实时传送,让火情得到智能化识别和预警,以便应急指挥中心在制定相应决策时,能够有可靠的数据作为支撑,使林火扑救工作顺利推进,节约时间和人力。无人机除了能减少巡航盲区,还能提高巡航效率与效果,提高森林草原的防火安全性,逐步朝着数字化、智能化的方向发展。

(二)森林草原火情和动态监控

无人机具有携带便利、起飞降落要求低的特点,不会被气象等因素干扰,可以实现全天候飞行。无人机发现火情后,可以在第一时间切换到半自动人工操作模式,对火场定点盘旋侦查,快速获取火点的具体位置及风力风向气象等各方面信息,然后利用5G网络等将信息传送到护林员移动端及各级部门,通过数据的分析及影像识别,让火情位置精准确定,帮助相关部门及人员了解火情发展情况,为指挥部门决策的制定提供依据。森林草原火灾扑灭后,余火复燃的情况较为常见。在无人机的支持下,可以对余火复燃开展动态化监测和预警,通过搭载红外热成像仪,对火场范围内展开全方位检测,依照回传的火力热力值,精准判断复燃的位置,及时安排消防人员全面清理余火,保证余火复燃的情况能够得到有效控制。

(三)森林草原违法行为警示

在利用无人机过程中,巡护半径大,可以通过搭载语音传输及扩音模块,在巡航期间,倘若出现人为焚烧等违法行为,可以第一时间通过语音制止,并对其展开相应的防火防控教育,增强工作人员的思想意识。无人机在应用过程中,可以定期播放森林草原防火相关知识,让防火宣传的效率和覆盖面扩大。同时,在无人机的支持下,可以采取不定点飞行的方式,及时找出违法行为并拍照取证,以便后续执法部门的执法工作能够有序推进。

四、应用无人机进行森林草原防火预警的发展趋势与建议

(一)发展趋势

1.自动化作业。随着科技的不断发展,无人机的应用越来越广泛。其中,应用无人机进行森林草原防火预警是一个重要的应用场景。未来,这一应用场景的发展趋势将主要体现在自动化作业上。传统的森林草原防火预警需要人力巡查,工作量大,效率低;利用无人机进行巡查则可以大幅提高工作效率和准确性。自动化作业是无人机应用的一个重要发展趋势。未来,随着无人机技术的不断发展,无人机将可以实现自主飞行、自主任务执行、自主充电等自动化操作,从而进一步提高工作效率,减少人力投入。同时,自动化作业也可以提高防火预警的准确性。利用机器学习算法对无人机采集的数据进行处理,可以识别潜在的火源,提前进行预警。无人机的应用可以在保障森林草原防火安全的同时,减少人为因素的影响,更好地保护自然环境。

2.智能化管理。无人机在森林草原防火预警中的应用越来越普遍,未来的发展趋势将主要体现在智能化管理方面。随着技术的不断发展,无人机可以通过智能化管理系统实现更加高效的防火预警。智能化管理的实现需要依靠无人机技术的不断升级,从传统的遥控操作到自主飞行、自主任务执行等自主化操作,无人机的智能化程度将会不断提高。同时,随着数据处理和算法的不断优化,无人机可以通过搭载高清相机和传感器等设备,获取更加精准的数据,帮助智能化管理系统更好地识别火源,提前进行预警。

3.多元化功能。无人机在森林草原防火预警中的应用越来越广泛,未来的发展趋势将主要体现在多元化功能方面。随着无人机技术的不断升级,无人机将具备更加多样化的功能,不仅可以用于防火预警,还可以用于其他领域。第一,随着数据处理和算法的不断提高,无人机可以通过搭载高精度的传感器和相机,实现更加全面的数据采集。除了火源预警,无人机还可以用于环境监测、植被分析、灾害评估等领域,为生态环境保护和自然灾害预警提供支持。第二,无人机可以与其他技术相结合,发挥更多的应用价值。例如,无人机与人工智能技术相结合,可以实现更加智能化的防火预警和管理,提高防火预警的准确性和工作效率。第三,无人机可以与机器人、卫星等技术结合,实现多模态、全球覆盖的数据采集和应用。第四,无人机的多元化功能可以通过不同的载荷和附件进行扩展。例如,无人机可以通过搭载热成像相机、气象仪器等设备,为防火预警提供更加丰富的数据支持。

(二)建议

1.提高森林草原防火水平和能力。森林草原火灾频发,给生态环境和人民生命财产造成了极大的损失。无人机防火预警应用作为一种新型的防火手段,具有重要的应用价值。第一,无人机防火预警应用可以通过搭载高精度传感器和设备,实时监测森林草原的火灾情况,并及时将信息传输至指挥中心。与传统的人力防火和飞机巡逻相比,无人机防火预警应用更加高效和实时,可以大幅减少火灾发生后的扑救难度和损失。第二,为了提高无人机防火预警应用的效果,还可以加强对其技术能力的培训和改进。通过对防火无人机进行升级和改进,使其能够更加准确、快速地探测到火源,提高防火预警的准确性和及时性。第三,建立更加完善的防火监测网络,将多个无人机进行联网,形成覆盖面更广、响应更迅速的无人机防火预警体系。因此,通过提升森林草原防火水平和能力,加强无人机防火预警应用效果,可以更好地保护生态环境和人民的生命财产,实现森林草原可持续发展的目标。

2.促进森林草原可持续发展。森林草原的保护和可持续发展已经成为成为人们越来越重视的问题,防火作为森林草原保护的重要环节,无人机防火预警应用成为其中的重要手段。通过加强无人机防火预警应用效果,可以更好地促进森林草原的可持续发展。第一,无人机防火预警应用作为一种高效、实时的防火手段,可以更加准确地发现火源,有效减少火灾发生后的扑救难度和损失。第二,无人机防火预警应用可以提高防火预警的准确性和及时性,有效避免火灾扩散和蔓延。第三,加强无人机防火预警应用效果还可以带来其他的积极影响。例如,可以提高森林草原生态系统的稳定性和可持续性,保护生物多样性和生态环境。第四,无人机防火预警应用可以降低森林草原火灾对经济社会的影响,保障人民的生命财产安全,促进经济的可持续发展。因此,通过加强无人机防火预警应用效果,可以更好地促进森林草原的可持续发展,保护生态环境和人民的生命财产安全,实现经济社会可持续发展的目标。

五、结语

综上所述,无人机技术在森林草原防火预警中具有广泛的应用前景和重要的意义。通过不断完善技术和管理机制,我们相信,无人机防火预警技术将为森林草原防火工作提供更加高效和可靠的保障,也将为我国生态文明建设做出积极的贡献。

作者简介:李海军(1979—),男,甘肃肃南人,本科,工程师,主要从事无人机在林业巡护和森林草原方面的应用研究。

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