森林火災(zāi) 一年燒掉幾百億

森林火災(zāi)是世界八大自然災(zāi)害之一，具有“速度快，突發(fā)性強，破壞性大”的特點。全球每年平均發(fā)生森林火災(zāi)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(shè)預(yù)防和響應(yīng)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(zāi)形勢嚴峻18年秋防責(zé)任重

據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的2017年《中華人民共和國2017年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，2017年我國全年共發(fā)生森林火災(zāi)3223起，森林火災(zāi)受害森林面積2.5萬公頃，森林火災(zāi)數(shù)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(zāi)發(fā)生數(shù)量連續(xù)9年呈下降趨勢，但2017年災(zāi)情數(shù)量、受災(zāi)面積和損失陡然上升，2018年的森林防火工作受到各級領(lǐng)導(dǎo)的額外重視，森防部門責(zé)任巨大。

盡管各部門對森林火災(zāi)嚴加防范，林火仍然時有發(fā)生, 與此同時，世界各地也遭受著森林火災(zāi)的危害，都造成了巨大人員傷亡和經(jīng)濟損失?？梢娭袊?、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(nèi)森林火災(zāi)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(zāi)占大多數(shù)。

森林火災(zāi)受氣候、氣象、地理環(huán)境等因素的影響，存在“難預(yù)防，難發(fā)現(xiàn)”的特點，一旦起火，火勢將在林區(qū)中迅速蔓延，造成難以估量的損失。

三、國內(nèi)防火工作現(xiàn)狀

在2018年9月11日公布的“國家林草局編制規(guī)定”中，明確了由森林公安局負責(zé)防火工作的要求，我國自20世紀60年代初就確定了“預(yù)防為主、積極消滅”的八字方針，將預(yù)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(qū)普遍氣候較為干燥，風(fēng)大雨少，是最容易發(fā)生火災(zāi)的季節(jié)，因此防火期內(nèi)林區(qū)禁止一切許可外的野外用火，防火期內(nèi)違反相關(guān)規(guī)定，嚴重時可能會承擔(dān)刑事責(zé)任。

森林火災(zāi)動輒需要上千人次參與救援

四、航空航天防火的應(yīng)用

航空防火，即將航空飛行器應(yīng)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(yù)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(qū)）已達到19個，租用飛機數(shù)量近300架次。

航空護林已在我國應(yīng)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(tǒng)是森林防護的另一大重點工作所在，由于森林火災(zāi)“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(wǎng)為基礎(chǔ)，以衛(wèi)星通信和機動通信為補充的通信系統(tǒng)，森林防火通訊覆蓋率達70%。

結(jié)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(yè)的發(fā)展方向。

六、無人機防火體系應(yīng)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(jiān)控，實時發(fā)現(xiàn)起火點；通過裝載不同的任務(wù)設(shè)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(yè)

目前國內(nèi)眾多的解決方案中，“天宇經(jīng)緯”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(yù)判等需求，提供包括飛行采集、數(shù)據(jù)分析、險情分發(fā)、指揮聯(lián)動為一體的森林防火解決方案。

通過這套系統(tǒng)，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(jiān)控森林。區(qū)別于傳統(tǒng)的無人機通信，“天宇經(jīng)緯”森林防火方案采用中國聯(lián)通優(yōu)化的專用網(wǎng)絡(luò)，減少了通信鏈路建設(shè)投入，避免以往技術(shù)手段“人追飛機跑，十里就失聯(lián)”的通信窘境，保障拍攝的影像和數(shù)據(jù)實時傳回指揮調(diào)度系統(tǒng)，再經(jīng)過系統(tǒng)智能處理分析，自動預(yù)警可疑險情位置；如果遇突發(fā)情況，險情信息將被直接分發(fā)給林區(qū)中的工作站、巡邏車和巡防人員，迅速調(diào)動響應(yīng)力量，采取緊急行動。

“天宇經(jīng)緯”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(yōu)勢

1.1無間斷監(jiān)控，安全高效

天宇經(jīng)緯在云南航拍火情的實時畫面

無人機在森林防護領(lǐng)域已應(yīng)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(shè)基站供給通信的成本過于高昂，難以實現(xiàn)。

通過“天宇經(jīng)緯”提供的無人機云服務(wù)，基于對現(xiàn)有運營商通信基站的優(yōu)化，為無人機提供測控網(wǎng)絡(luò)，做到了實時傳輸，實時控制。僅單架次就可以日常巡視數(shù)千平方公里森林，一旦有森林火災(zāi)發(fā)生，指揮站可以通過無人機，實時觀察到火場情況，聯(lián)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(xué)數(shù)字化預(yù)警系統(tǒng)

紅外成像系統(tǒng)顯示高溫可疑火點

無人機通過網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和主動回報系統(tǒng)，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(yù)警森林火災(zāi)，準確定位火災(zāi)范圍坐標，并通過數(shù)據(jù)成像和熱成像等技術(shù)，分析火源、火勢等現(xiàn)場信息，為指導(dǎo)消防指揮部有效滅火提供數(shù)據(jù)支持。

1.3成本低，耗時短

無人機技術(shù)不斷發(fā)展 長航時飛機逐漸增多

無人機采用新型復(fù)合材料，經(jīng)久耐用，能適應(yīng)多種作業(yè)條件，機體使用壽命長。用無人機進行森林防火，可以及時發(fā)現(xiàn)，及時撲救，所耗成本低。天宇經(jīng)緯無人機平臺最大速度可達到180KM/H，續(xù)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(nèi)，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(xiàn)有基層護林工作存在“人員年齡大、工作環(huán)境苦”的現(xiàn)實，一旦發(fā)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(xiàn)場，無論陰雨、濃霧、晴陰、白天、夜晚均可以得到清晰的監(jiān)測成像結(jié)果。

1.5現(xiàn)有機場基礎(chǔ)設(shè)施完備

寶雞航空護林站機場

我國主要林區(qū)護林站現(xiàn)已建有森林機場，有相關(guān)人員編制，基礎(chǔ)設(shè)施較為完善，可直接作為無人機起降和維護場地，節(jié)約土地資源及建設(shè)成本。

1.6清晰成像，數(shù)據(jù)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(wù)載荷來滿足不同監(jiān)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(shù)據(jù)，經(jīng)過系統(tǒng)演算和模擬，形成高清的圖像信息和準確的火險數(shù)據(jù)，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(xiàn)場。還可以進行數(shù)據(jù)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(lián)動機制

智能化操作，覆蓋巡檢、護林、救災(zāi)全流程。被監(jiān)控區(qū)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(tǒng)自動記錄存儲，遇險直接分發(fā)通報，方便部署各部門緊急救災(zāi)。

1.8專用低空測控網(wǎng)，避免野外架線

山林中現(xiàn)有較多基站設(shè)施

無人機飛行普遍受限于測控半徑，無法遠途飛行；數(shù)據(jù)傳輸、處理，耗時低效；實時直播、快速成圖，難以實現(xiàn)，制約應(yīng)用價值。

“天宇經(jīng)緯”利用覆蓋全國的移動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，選擇山區(qū)林區(qū)地勢較高、通視良好的通信基站，優(yōu)化為無人機專用低空測控站，減少了野外架線投入和環(huán)境破壞，受地形和天氣干擾小，信號更好，數(shù)據(jù)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(yīng)急通信可以得到保障。

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

2、無人機防火發(fā)展與挑戰(zhàn)

2.1續(xù)航時長

無人機代替人工作業(yè)的優(yōu)越性之一在于續(xù)航時長，先進的技術(shù)和能源在不斷刷新民用無人機續(xù)航里程和時間。天宇經(jīng)緯（北京）科技有限公司，是國內(nèi)領(lǐng)先的無人機行業(yè)應(yīng)用解決方案提供商，已在云南、陜西、廣東、新疆、甘肅、河北、山東等地多次實現(xiàn)常態(tài)化、全自主超視距飛行，單架次航行5~10小時，極大地增強了行業(yè)實際應(yīng)用的工作效率和應(yīng)用價值。

2.2飛行安全

使用無人機的基礎(chǔ)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(tǒng)的完善，是無人機領(lǐng)域不變的發(fā)展方向。“天宇經(jīng)緯”已經(jīng)在云南高原山地，實現(xiàn)70+架次安全零事故飛行，累計航程超過20000公里，能夠有效的保障飛行操控和安全航行秩序的穩(wěn)定。

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