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无人机在森林火灾扑救中的应用

摘要：森林火灾是森林三大自然灾害之首，全球每年发生森林火灾，森林火灾持续时间加长，严重趋势上升，影

响越来越严重。森林火灾不仅破坏森林资源，并且对森林生态环境的破坏也十分严重。本文首先分析了近年来森林火灾的成因之后对无人机在森林灭火中的应用和空地配合进行了探讨。

1引言

近年来，气候异常干燥，极端天气频繁，全球多个国家相继发生严重的森林火灾，森林大火绵延不断，世界范围内众多国家都遭到森林大火的无情肆虐。森林火灾是森林三大自然灾害之首，世界每年发生森林火灾，森林火灾持续时间加长，严重趋势上升，影响越来越严重。我国是森林火灾较为严重的国家之一，由于自然与历史的原因，森林火灾频频发生。2021年中国全年共发生森林火灾616起，受害森林面积约4000hm2。2020年3月30日，凉山州西昌市发生森林火灾，在救援过程中致使参与火灾扑救的19人牺牲、3人受伤，过火总面积3047hm2，综合计算受害森林面积791hm2，直接经济损失9731万元。2020年全球森林火灾创历史之最，澳大利亚发生了举世闻名的森林大火，森林过火面积1146万hm2，有30亿只野生动物丧生，包括1.43亿只哺乳动物，24.6亿只爬行动物，1.8亿只鸟类和5100万只蛙类，遇难人数至少33人，其中消防员人数至少4人，3000多所房屋被毁，直接向大气中排放了约4亿tCO2，进一步加快了全球气候变暖。森林火灾除了使不同国家丧失大面积的森林，还会造成大量森林动物死亡。森林火灾不仅破坏森林资源，而且对生态环境的破坏也是十分严重的，甚至破坏生态平衡，导致森林群落的退化。森林火灾还会造成人员伤亡，有些大火造成巨额经济损失。森林燃烧释放大量有毒有害气体污染环境，其中温室气体进一步造成气候变暖。世界各国的森林火灾具体情况虽有不同但呈现出共同趋势，自从进入20世纪90年代以来全球森林火灾明显加重，近10年来随着人为活动的影响和全球气候的变化，全球森林火灾有加剧的趋势。世界森林火灾变化情况对我国的森林防灭火有诸多启示。

2森林火灾的成因

2.1自然因素

全球气候变暖导致地球干燥高温，极端天气频发，形成了有利于森林火灾的火环境。气温、风速、天气和湿度等气象因子变化与火行为密切相关。高温热浪的频频出现、极端天气的增多以及人类活动的增加是造成近年来全球森林火灾频发的主要原因。随着气温升高，火险等级提高，即出现森林火灾的大小和次数随之增加，并趋向于周期性发生。厄尔尼诺现象导致降雨大幅减少，导致严重的高温干旱。厄尔尼诺现象通常3至4年出现一次，持续时间最长为一年，最短半年。厄尔尼诺引起全世界范围内的气候气象现象反常，也使森林火灾处于高度活跃期，与森林火灾密切相关，特别是与100万hm2以上的森林火灾相关显著。世界森林火灾很多都是由雷击造成的，许多火点由雷电直接引起。雷电活动是雷击火发生的前提，越是干旱天气，雷击火越多，损失也越严重。雷击火的分布有一定的区域性，一般发生在偏远、海拔较高的原始林区。

2.2人为因素

由于极易燃烧的杉、松林大部分分布在海拔较低、接近村寨的地区，靠近田边地角，村民活动频繁，野外用火情况较多，分析受人为活动影响的森林火灾原因有以下几方面。

2.2.1群众生产生活用火

由于受地理环境因素影响，群众的生产生活方式较为落后，沿袭着刀耕火种的习惯，到了春耕生产时节，村民烧灰积肥、烧田边地角，高温大风天气稍有不慎极易引发森林火灾。

2.2.2烧荒烧炭

农村有句俗语叫“火不烧山地不肥”，也就是指一些地区的村民要把过冬的老草烧了以后，开春后长出嫩草，才好放牧，由于在烧荒草坡的时候，没有做好必要的防护措施，极易引发森林火灾。

2.2.3上坟烧纸

清明小长假期间，是群众祭祀上坟、旅游踏青的最佳时节。由于群众森林防火意识淡薄，采取不文明祭祀的方式祭奠，如烧香烧纸等，稍有不慎极易引发森林火灾。

2.2.4野外吸烟乱丢烟头、取暖做饭

在林区游玩的群众防火意识淡薄，乱丢烟头，进而点燃路边杂草引发森林火灾。在偏远乡村从事农活的村民，由于路途遥远，需取暖做饭等，因用火不慎也容易引发森林火灾。

2.2.5小孩玩火、痴呆弄火

由于大人们经常在外务工，在家的小孩缺乏监管，在山上进行放牧、放鞭炮等活动时，极易引发森林火灾。综合近些年来全省森林火灾发生的原因分析统计，因烧荒烧碳引发森林火灾的要占已查明火源的45%以上,上坟烧纸的要占9%以上，小孩玩火的要占5%，野外吸烟的要占2%以上，痴呆弄火的要占1%以上。

3无人机在森林火灾灭火救援中的应用

3.1态势侦察

态势侦察灾情侦察包括可见光侦察和红外热成像侦察。无人机通过搭载常规可见光传感器和高性能影像处理器，能拍摄不低于2K的超清影像，主要用于灭火救援现场白天灾情侦察。红外热成像（或夜视）侦察是无人机通过快