無人機在林業(yè)系統(tǒng)的應用

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1、無人機用于森林防火的解決方案我國森林資源較為貧乏，森林覆蓋率約為13%左右，人均森林占有面積僅為世界平均值的1/6，但森林大火每年都有發(fā)生，如何解決森林防火的問題，又成為林業(yè)工作的重中之重。目前，國外森林防火中應用了較多的新技術和新設備,國內在此方面的應用需求也日益增加，對森林保護的投入逐漸加大，先后運用衛(wèi)星進行資源普查、森林火場監(jiān)視,而使用無人機系統(tǒng)對森林火情監(jiān)測則還是初始階段。無人機中低空監(jiān)測系統(tǒng)具有機動快速、使用成本低、維護操作簡單等技術特點，具有對地快速實時巡察監(jiān)測能力，是一種新型的中低空實時電視成像和紅

2、外成像快速獲取系統(tǒng)。在對車、人無法到達地帶的資源環(huán)境監(jiān)測、森林火災監(jiān)測及救援指揮等方面具有其獨特的優(yōu)勢。林業(yè)是全國生態(tài)建設的主體，在保持經濟和社會發(fā)展中有著不可或缺的作用，在生物的進化過程中起著巨大的作用。我國擁有森林面積1.75億公頃，森林蓄積量為124.56億立方米，森林覆蓋率為18.21%，既是森林資源大國，又是森林火災多發(fā)國家。國家林業(yè)局防火辦提供的資料表明，1950年-2007年，我國平均每年發(fā)生森林火災22566次，年均受害森林面積近97.75萬公頃。為撲救林火耗費了大量人力、物力和財力，森林火災對森

3、林資源和生態(tài)環(huán)境的破壞所造成的損失難以估量。因此，如何將高科技手段應用到森林資源監(jiān)測，對火情早發(fā)現(xiàn)、早預報、早撲救，變有災為無災、變大災為小災已成為森林防火工作的一項迫在眉睫、亟待解決的重大課題。1、國際通常森林防火技術德國投入使用的Fire-WatchSystem森林火災自動預警系統(tǒng)是一種應用數碼攝像技術的森林火災自動預警系統(tǒng)，它能夠及時識別與定位森林火災，是當前全歐洲最新的技術。該系統(tǒng)經過了多年的實地試驗。2002年在勃蘭登堡州、梅克倫堡-切波莫瑞州與薩克森州安裝了24套這種攝像系統(tǒng)以及7套第二代Fire-W

4、atch裝置，此后該林區(qū)共發(fā)生了近120次森林火災，沒有一次漏報。Fire-WatchSystem正常監(jiān)測半徑10公里，最遠可達40km，安裝該系統(tǒng)每套需7.5萬歐元。美國利用“大地”衛(wèi)星在離地面大約705公里的軌道上繞地球運轉，探測地面上的高溫地區(qū)、濃煙地帶以及火災遺址。美國使用駕駛林火預警飛機進行24小時監(jiān)測，雖獲得了成功，但耗費了巨額資金。加拿大采用從衛(wèi)星上發(fā)射電磁射線檢測林區(qū)溫度，當檢測出林區(qū)局部溫度上升到150℃~200℃，紅外線波長達3.7微米時，便是火災前兆，立即測定具體溫度，采取措施及時防火。同時

5、，加拿大林區(qū)采用多架配備先進的直升飛機輪流監(jiān)測森林火災，飛行費每小時需5000-6000歐元。2006年10月，美國航空航天局（NASA）和美國林業(yè)局在加州使用“牽牛星（Altair）”無人機在森林大火上空進行了兩次飛行。使用NASA艾姆斯研究中心提供的紅外掃描器查明了主要火災點，并將數據發(fā)送給地面站，大約每隔30分鐘就向地面中繼傳輸火災圖像，幾乎實時為消防人員提供了態(tài)勢感知能力。此次任務的完成也標志著美國聯(lián)邦航空局（FAA）首次批準民用無人機在國家空域內執(zhí)行任務。國外的技術有的雖然可靠，但需要借助高空衛(wèi)星，且施

6、工太復雜；有的技術方案基礎實施投資太大，多達幾十萬美元，投入成本過高，這些難以滿足我國森林資源監(jiān)測的實際需要。2、國內林業(yè)防火解決方案本公司"森林防火無人機預警系統(tǒng)"，以國內價格提供國際品質的優(yōu)質、穩(wěn)定的森林防火系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以森林火情監(jiān)測為主，將GPS技術、數字圖像傳輸技術等高新技術綜合應用于森林資源管理中的高科技產品。該無人機系統(tǒng)有如下特點：?1）自主知識產權，價格更便宜。?2）數字云臺結合GPS，火點精確定位；?3）點哪飛哪，具備傻瓜式操作，一鍵式回收；?4）清晰攝像頭，清晰成像，實時了解火險數據；?5）即

7、時監(jiān)控，可執(zhí)行夜航任務；?6）無線數字傳輸，避免野外架線；??7）快速轉移，可大范圍在森林區(qū)域進行防火偵察；特別是在森林火災發(fā)生時火場上空能見度極低，即使是航護飛機能達到火場上空，觀察員也無法詳細觀察到地面火場情況，而在這種情況下飛行又存著安全隱患。無人機能夠克服航護飛機的這一不足，，通過搭載攝像設備和影像傳輸設備，可隨時執(zhí)行火警偵察和火場探測任務。地面人員通過接收來自無人機的微波信號，隨時掌握火場動態(tài)信息。無人機可以全天候地在空中對林區(qū)進行勘查，及時發(fā)現(xiàn)火情、報告火場位置、采取行動將火災消滅在初期；無人機配備彩

8、色CCD任務載荷，按預定航跡對林區(qū)進行空中巡查。并將空中巡查獲取的圖像數據實時傳回地面測控站，地面測控站將實時圖像通過網絡傳給防火值班部門。對于可疑點或區(qū)域，通過遙控指令可改變無人機飛行航跡及飛行高度進行詳查，詳查圖像通過無線鏈路實時傳回地面。對已出現(xiàn)火情的地區(qū)進行空中火情態(tài)勢觀察，使滅火指揮部門迅速有效地組織、布署滅火隊伍，提高滅火作戰(zhàn)效率，防止救火人員的傷亡。無人機配