高建忠

（甘肃省白龙江林业管理局，甘肃 兰州 730050）

1 无人机在白龙江林区应用的必要性

白龙江林区位于青藏高原东部边缘与岷山山脉的白龙江和洮河2大河流上游，属长江和黄河源头地区，地跨兰州市、张掖市、白银市、定西市、陇南市、甘南藏族自治州等“五市一州”，大部分管护区位于甘南藏族自治州舟曲、迭部、卓尼、临潭、合作及陇南市武都、文县境内。林区山大沟深，相对高差大，是典型的高山峡谷地形，加之林内气候多变，森林资源丰富，辖区交通、通讯相对落后，大部分管护所都设立在深山之中，人工巡护难度大。林区森林防火、野生动植物保护、禁种铲毒等工作任务重、难度大。如果将无人机应用到林区日常工作中，势必会显著消除传统人工巡护的劣势，极大地解放生产力，推动林区管护工作不断迈向信息化、智能化。

2 白龙江林区无人机应用现状

白龙江林区地形复杂、气候多变、森林资源丰富。林区现有无人机13架，其中海康威视六旋翼无人机7架，大疆等其他品牌无人机6架。各生态局、保护局自筹资金购置小型无人机6架。先后分2批次培训无人机专业驾驶员40人。林区现有林场（保护站）23个，包括林务所（管护所）、检查站、瞭望哨共计155个，面大、线长、点多，无人机缺口非常大。

2.1 无人机在护林防火工作中的应用

护林防火日常航测巡护、高空跟进喊话、辅助地面巡护督查、森林火情侦查、火场实时勘查等各方面都可以应用无人机开展工作。无人机能够克服传统人工执行任务时遇到的诸如地形障碍、能见度低、火场灼伤等困难和危险，实现全天候起飞执行火情预警、火场侦察和测绘任务。地面人员通过接收来自无人机的无线信号，随时掌握火场动态信息。通过无人机遥感拍摄视频和高清图像经过图传数传一体设备传输到指挥中心，在指挥中心结合AI技术和大数据处理，能够迅速地自动烟雾识别，判断起火点，进行预警。在夜间，无人机平台配备专业红外热成像探测任务挂载通过低空飞行对地面进行红外探测，能够穿透烟雾遥感到地表的温度情况，探查地下火和余火。对于可疑点或区域，通过遥控指令引导无人机调整飞行高度和姿态，以悬停的方式就行定点拍照进行验证。无人机配备AV2000高速数据链，将获取的图像数据实时传回地面，为前线指挥部第一时间提供火场地理坐标、火场边界、火场面积、火场火头蔓延趋势等火场态势信息，通过专业人员合成火场态势图供前线指挥部迅速调配人员开展重点区域灭火工作，及时通知消防人员撤离危险区域，并根据火场图像资料为消防人员提供安全快速的撤离路径。针对地形遮挡，可采用小型固定翼无人机携带中继。无人机携带的抛投挂载，可以给前线工作人员提供少量的物资装备，为前线扑救人员提供一定的后勤物资保障[1,2]。

2.2 无人机在生物多样性保护监测中的主要应用

与传统遥感手段相比，无人机获取的影像数据具有更高的时空分辨率，能够有效识别入侵物种及其分布的空间范围。

2.3 无人机在大熊猫样线监测中的主要应用

将无人机和热成像技术相结合，在阿夏保护局实地多次成功试飞，减少了人为干扰，为野生大熊猫栖息地的生态保护和科研监测工作提供宝贵的垂直视角数据。

2.4 无人机在林业有害生物防治中的主要应用

利用无人机高清图像识别和高速数据处理能力，在获取特定区域林业有害生物现状的基础上，了解其动态变化、及时掌握其消长规律，提前分析预测发展趋势，得出科学的预测结果，从而采取最有效的措施将林业有害生物消灭在萌芽阶段，防止其进一步扩散和造成更大损失。

2.5 无人机在禁种铲毒工作中的主要应用

在禁毒踏查工作中，使用无人机航拍影像对天窗、历史遗留地块、可疑地块进行精准定位，所获画面清晰。通过对图像进行截屏、放大处理，获取需要的信息。与以往采取人海战术拉网形式踏查不同，无人机机动灵活、视角广，达到区域全覆盖、无死角的要求。同时，通过无人机挂载喊话器，循环播放禁毒法律法规和相关政策，起到了良好的宣传效果，既解放了人力，又极大提高了工作效率，而且更加安全可靠。

3 无人机在林区应用的效果

在无人机的应用实践中明显感觉到，其具有起落条件要求不高、飞行限制影响不大，并且机动快捷、覆盖面广、定位精准、图像高清、成本较低、没有人员安全风险等诸多优势，能在较为苛刻的条件下完成很多机械和人力无法执行的任务。在“3·02”迭部森林火灾扑救中，由于火场条件恶劣，直升机无法低空飞行，难以完成火场侦查任务，无人驾驶航空器在当时发挥了至关重要的作用。通过无人驾驶航空器实时传回的影像资料，为准确掌握火场形势、预判火灾蔓延趋势、科学部署火灾扑救提供了非常重要的决定性依据。在禁毒踏查的工作当中，特别是5—7月份，各单位要组织3～5批次踏查活动，需要出动车辆上千台（次），出动人员几万人（次），工作强度非常大，安全隐患也非常高。用无人机代替传统人工踏查，既节约了人力、物力、财力，又减少了人员踏查的安全隐患，降低了劳动强度。

4 无人机维护保养情况

目前，由于林区无人机操作和应用都是在不断使用的过程中逐渐探索、熟悉，对无人机构造、性能也是通过对使用说明书的学习而一知半解，在保养维护方面的专业性几乎为零，一旦出现故障只能返厂维修。另外，目前无人机驾驶员人数太少，经验匮乏，造成无人驾驶航空器的故障甚至破坏是在所难免的，保养维护难度较大。

5 无人机在林区实际应用过程中存在的问题

一是林区资源管护涉及面广，现有无人机数量太少，难以实现常规巡护。小型无人机电池续航时间短，更换电池费用高，影响正常执行任务。

二是部分区域搜索不到GPS信号，导致在“无人机监控管理平台”上规定数据不能适时上传。

三是林区现有运兵车辆无法运载无人机，需要购置专业运输车辆。

四是小型无人机运行不稳定，若遇到有风天气，无法保持平稳的飞行姿态，偶有起飞侧翻现象，存在较大安全隐患。

五是林区现有无人机驾驶员数量较少，专业理论知识欠缺，熟练驾驶、维护保养等方面的专业技术亟须提高。

6 发展对策

一是积极争取项目资金。“十四五”时期为每个天保工程实施单位最少配备6～10架八旋翼无人机和3～4架固定翼无人机，每个林场最少配备4架六旋翼或八旋翼无人机，初步实现无人机应用在林区全覆盖。

二是加强人员培训。为每架无人机至少配置1～2名专业持证驾驶员，通过专业培训使其熟练掌握无人机各项性能和基本维修技术，以确保高效使用、专业维护，发挥其应有的效能。

三是在挂载设备方面。通过各种挂载设备的组合应用，实现无人机的多种用途。譬如夜视探测组件、高清摄像组件、热点成像组件、农药喷雾组件等。

四是下大力气解决部分区域信号不畅的问题。摸清林区各管护站点信号基本情况，通过与电信公司合作，重点解决当前存在的实际问题，打通信息传输“最后一公里”，为无人机全区域广泛应用奠定基础。

五是将无人机获取的数据与林区三维地理信息系统、远红外监测系统有机结合，形成一套地面和空中同时监测的地空监测网，对林区森林资源进行全方面实时监控，为林区森林防火、禁种铲毒、资源管护、资源调查、林业有害生物防治等多方面工作提供数据和信息支持，建成一个集资源管理、巡护管理、预警检测、扑救指挥、数据分析为一体的信息共享平台，早日实现“智慧林区”建设目标。