摘要：随着全球森林火灾频发，传统防火手段面临效率低、风险高等问题。本文系统分析无人机技术在自然保护区森林防火领域的应用场景，从火情监测、应急指挥、灾后评估等环节阐述其核心作用，并总结其高效性、安全性、灵活性等突出优势，为智慧化森林防火体系建设提供参考。

关键词：无人机；森林防火；火情监测；应急救援

一、引言

近年来，受气候变化和人类活动影响，全球森林火灾发生频率显著上升。2020年澳大利亚山火、2021年美国加州大火等事件表明，传统人工巡护、瞭望塔监测等方式存在响应延迟、覆盖不足等缺陷。无人机技术凭借其机动灵活、操作安全等特点，逐渐成为自然保护区森林防火体系中的重要技术手段。本文将结合国内外应用案例，探讨无人机在自然保护区森林防火中的具体作用及技术优势。

二、无人机在森林防火中的核心作用

（一）全天候火情监测预警

（1）早期火源识别

搭载可见光摄像头与红外热成像仪的无人机，可在距离地面100-500米高度巡航监测。红外传感器可穿透烟雾识别0.5平方米内的微小热源（如未明火点），较人工巡查效率提升80%以上。例如，在2023年希腊森林火灾中，无人机通过热成像技术提前发现了多个隐匿的火点，为早期扑灭提供了关键支持[1]。

（2）火势动态追踪

在火场上方持续飞行，通过实时图像传输系统生成火线蔓延三维模型，为指挥中心提供每分钟更新的火场边界、扩散速度等关键数据。这种动态监测能力使得指挥中心能够实时调整扑救策略，减少火灾损失。

（二）应急救援辅助决策

（1）救援路径规划

通过倾斜摄影构建火场三维地图，标识危险区域（如陡坡、断崖），结合气象数据生成最优逃生路线。2022年重庆山火中，无人机测绘为3000余名救援人员提供导航支持，显著提高了救援效率和安全性。此外，无人机还可以实时监测风向和风速变化，为直升机和地面车辆的行动提供精准导航，避免因风向突变导致的危险。这种实时导航能力不仅提高了救援行动的效率，还减少了因环境复杂性带来的风险，确保救援人员能够安全、快速地到达指定位置。在复杂地形条件下，无人机的灵活性和高效性使其能够快速进入受灾区域，为救援行动提供关键支持。例如，通过搭载高清摄像头和传感器，无人机可以实时传输火场信息，帮助指挥中心快速制定救援方案。同时，无人机还可以通过自组网技术与通信指挥车和单兵设备协同工作，实现信息共享和协同控制。这种空地协同能力为救援行动提供了高效、实时的信息支持和指挥决策。

（2）物资精准投送

使用载重15-30kg的工业级无人机，向被困人员投递呼吸面罩、急救包等物资。在复杂地形或交通中断的区域，无人机的灵活性使其能够快速到达目标地点，为被困人员提供及时的救援支持。此外，无人机的精准投送能力还体现在其能够根据实时数据调整投送位置和方式，确保物资能够准确到达被困人员手中，提高救援的效率和成功率。

（三）灾后评估与恢复支持

（1）灾后损失评估

火灾结束后，无人机可以快速进入受灾区域，通过高分辨率摄像头和激光雷达技术，对受灾范围、植被破坏程度、土壤侵蚀情况等进行详细评估。生成的三维模型和地理信息系统（GIS）数据能够为灾后恢复规划提供科学依据。无人机搭载的高分辨率摄像头和激光雷达能够穿透烟雾，精准识别受灾区域的每一个细节，生成的三维模型可以直观展示受灾范围和程度。这些数据不仅帮助评估人员快速了解受灾情况，还能为后续的生态恢复提供详细的地理信息支持。

（2）植被恢复监测

在灾后植被恢复过程中，无人机可以定期监测植被生长情况，评估土壤湿度和养分变化，为生态恢复提供持续支持。无人机搭载的多光谱和高光谱传感器能够获取高分辨率的植被影像，通过数据处理与分析技术，实现植被类型分类、参数反演（如叶面积指数、生物量等），为植被健康监测和生长状况评估提供科学依据。这种监测方式不仅能够实时观察植被的生长情况，还能根据土壤湿度和养分变化及时调整恢复策略，确保生态恢复工作的高效进行。

三、无人机在森林防火中的优势

（一）高效性

无人机在自然保护区森林防火中的高效性体现在其能够快速覆盖大面积区域，显著提升火情监测和应急响应的速度。与传统人工巡护相比，无人机可以在短时间内完成大面积的火情监测任务，其效率提升可达数倍。例如，在复杂地形或偏远地区，无人机能够快速到达指定位置，通过搭载的高分辨率摄像头和红外热成像仪，快速发现火源并实时传输数据，为指挥中心提供准确的火情信息。这种高效性不仅能够帮助消防人员及时发现火情，还能为应急救援提供关键支持，减少火灾损失。此外，无人机的快速响应能力在实际应用中得到了充分体现。例如，在2022年重庆山火中，无人机测绘为3000余名救援人员提供导航支持，显著提高了救援效率和安全性。无人机通过倾斜摄影构建火场三维地图，标识危险区域（如陡坡、断崖），结合气象数据生成最优逃生路线，为救援人员提供了精准的导航支持。这种实时导航能力不仅提高了救援行动的效率，还减少了因环境复杂性带来的风险，确保救援人员能够安全、快速地到达指定位置。无人机的高效性还体现在其能够快速部署和灵活调整。例如，红河州消防救援支队部署的无人机机库采用一体化设计四旋翼无人机，支持模块化快速拆卸，便于携带和快速部署，覆盖半径3000米。

（二）安全性

无人机在自然保护区森林防火中的安全性优势尤为突出。其操作灵活，能够在复杂地形和恶劣天气条件下执行任务，减少了救援人员和消防人员的直接暴露风险。特别是在火势迅猛或地形复杂的区域，无人机可以代替人工进入危险区域进行监测和评估，避免人员因直接接触火场而面临的生命危险。例如，在2022年重庆山火中，无人机在火场上方持续飞行，实时传输火情数据，为救援人员提供了重要的决策依据，同时避免了人员进入高风险区域，显著提高了救援的安全性。

（三）灵活性

无人机的灵活性使其能够根据任务需求快速调整飞行路线和监测范围，适应多变的火场环境。其便携性和快速部署能力使其成为自然保护区森林防火体系中的重要补充力量。例如，在火场边界不断变化的情况下，无人机可以快速调整飞行路径，持续监测火势动态。此外，无人机还可以根据实时数据调整监测重点，灵活应对火场的各种突发情况。这种灵活性不仅提高了监测效率，还能为应急指挥提供实时、准确的信息支持。

（四）数据精准性

无人机搭载的先进传感器和成像设备能够提供高分辨率的图像和精确的地理数据，为火情监测、应急指挥和灾后评估提供科学依据。例如，通过红外热成像仪，无人机可以穿透烟雾，精准识别微小的热源，提前发现潜在的火点。同时，无人机生成的三维模型和地理信息系统（GIS）数据能够为指挥中心提供详细的火场边界、扩散速度等关键数据，帮助优化防火策略。这种数据精准性不仅提高了火情监测的准确性，还能为灾后恢复提供重要的数据支持，减少火灾损失[2]。

四、结论

无人机技术在自然保护区森林防火中的应用展现了巨大的潜力和优势。通过全天候火情监测、应急救援辅助决策以及灾后评估与恢复支持，无人机不仅提高了森林防火的效率和安全性，还为智慧化森林防火体系建设提供了有力支持。未来，随着技术的不断进步和应用场景的拓展，无人机将在自然保护区森林防火领域发挥更为重要的作用。

参考文献：

[1]段宝兴，李佳娜，杨春. 无人机在森林防火中的作用和优势分析[J]. 森林防火，2023，（1）：81-83.

[2]谷春涛. 无人机在森林防火中的作用和优势分析[J]. 电脑爱好者（普及版）（电子刊），2020（6）：4357-4358.