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无人机用于森林防火的项目计划书

我国森林资源较为贫乏，森林覆盖率约为13%左右，人均森林占有面积仅为世界平均值的1/6，但森林大火每年都有发生，如何解决森林防火的问题，又成为林业工作的重中之重。目前，国外森林防火中应用了较多的新技术和新设备,国内在此方面的应用需求也日益增加，对森林保护的投入逐渐加大，先后运用卫星进行资源普查、森林火场监视,而使用无人机系统对森林火情监测则还是初始阶段。

无人机中低空监测系统具有机动快速、使用成本低、维护操作简单等技术特点，具有对地快速实时巡察监测能力，是一种新型的中低空实时电视成像和红外成像快速获取系统。在对车、人无法到达地带的资源环境监测、森林火灾监测及救援指挥等方面具有其独特的优势。

林业是全国生态建设的主体，在保持经济和社会发展中有着不可或缺的作用，在生物的进化过程中起着巨大的作用。我国拥有森林面积1.75亿公顷，森林蓄积量为124.56亿立方米，森林覆盖率为18.21%，既是森林资源大国，又是森林火灾多发国家。国家林业局防火办提供的资料表明，1950年-2007年，我国平均每年发生森林火灾22566次，年均受害森林面积近97.75万公顷。为扑救林火耗费了大量人力、物力和财力，森林火灾对森林资源和生态环境的破坏所造成的损失难以估量。

因此，如何将高科技手段应用到森林资源监测，对火情早发现、早预报、早扑救，变有灾为无灾、变大灾为小灾已成为森林防火工作的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题。

1、国际常用森林防火技术

德国投入使用的Fire-WatchSystem森林火灾自动预警系统是一种应用数码摄像技术的森林火灾自动预警系统，它能够及时识别与定位森林火灾，是当前全欧洲必威体育精装版的技术。该系统经过了多年的实地试验。2002年在勃兰登堡州、梅克伦堡-切波莫瑞州与萨克森州安装了24套这种摄像系统以及7套第二代Fire-Watch装置，此后该林区共发生了近120次森林火灾，没有一次漏报。Fire-WatchSystem正常监测半径10公里，最远可达40km，安装该系统每套需7.5万欧元。

美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转，探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。美国使用驾驶林火预警飞机进行24小时监测，虽获得了成功，但耗费了巨额资金。

加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度，当检测出林区局部温度上升到150℃~200℃，红外线波长达3.7微米时，便是火灾前兆，立即测定具体温度，采取措施及时防火。同时，加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾，飞行费每小时需5000-6000欧元。

2006年10月，美国航空航天局（NASA）和美国林业局在加州使用“牵牛星（Altair）”无人机在森林大火上空进行了两次飞行。使用NASA艾姆斯研究中心提供的红外扫描器查明了主要火灾点，并将数据发送给地面站，大约每隔30分钟就向地面中继传输火灾图像，几乎实时为消防人员提供了态势感知能力。此次任务的完成也标志着美国联邦航空局（FAA）首次批准民用无人机在国家空域内执行任务。

及时调配消防人员对隐患点或区域进行重点防范消灭暗火。通过安装彩色CCD任务载荷的无人机对过火地区的空中观测，可获取森林火灾损毁评估的实时图像，并可对重点区域获取更为详细的图像数据。

可以看出，无人机的应用重点解决在地面巡护无法顾及的偏远地区发生林火的早期发现以及对重大森林火灾现场的各种动态信息的准确把握和及时了解，也可以解决飞机巡护无法夜航、烟雾造成能见度降低无法飞行等问题。作为现有林业监测手段的有力补充，无人机显示出其它手段无法比拟的优越性，在林业火灾的监测、预防、扑救、灾后评估等方面必将得到广泛的应用。

同时，无人机系统也可用于人工增雨，其以使用简便，机动性好，便于投放，又没有人员安全的风险等特点而见长，因此特别适合森林防火作业中的人工增雨。无人机共携带10枚增雨焰条，通过挂架挂载在机腹与起落架中间。飞行中点燃某枚焰条由地面遥控进行控制，并通过遥测信息显示焰条是否已点的状态。每次可同时根椐情况同时点燃多根发烟管。根据有人机人工降雨作业投放碘化银数量与作业区域的关系，10枚增雨焰条的碘化银含量即可满足100平方公里的人工降雨作业区域要求。当前我国的火情望、监测体系不健全，火场通信联络不畅，防火道网密度过低，森林航空消防覆盖面不广，机源紧缺，缺乏夜航和低能见度条件的飞行能力，远不能满足实际工作需要。而无人机具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测，成本低、机动灵活等特点，对气象的要求低，且没有机场、飞行员及飞机保养等费用的支出，使用维护成本远远低于有人机。无人机作为当前林火监测手段的有力补充，能够在