无人机森林草原火灾风险监测与预警关键技术

成果号lyig10039786

项目名称无人机森林草原火灾风险监测与预警关键技术

完成人 舒立福 何诚 李华 赵凤君 杜君 逄增辉

完成单位 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 南京森林警察学院 黑龙江大兴安岭地区农林科学院 黑龙江省呼中国家级自然保护区管理局 青岛浩海网络科技股份有限公司

年份2020

学科分类 220.3030;森林防火学

地域分类 北京

主题词 森林草原火灾 无人机 火场监测 危险预警

获奖信息2020年 梁希林业科学技术奖 2等奖

主要内容  (1)主要技术内容:2006-2019年期间，中国林科院森林生态环境与保护研究所组织国内大学、研究院所优势团队，依托国家“十五”、“十一五”和“十二五”研究课题，针对无人机森林草原火灾风险监测与预警关键技术问题进行研究，形成实用技术。立足于当前森林和草原防火与应急管理工作对无人机日益增长的需求与森林草原火灾风险监测与预警智能化的需求，针对当前无人机森林草原火灾风险监测与预警关键技术缺乏、标准化建设水平低、直接灭火能力弱、科技装备落后、人才缺乏等一系列瓶颈和难题，以实现无人机森林草原火灾风险监测与预警自动化、程序化、数字化为目标，围绕高科技技术与现有航空消防设备的有效结合，重点开展无人机森林草原火灾风险监测与预警数字化技术、天地空一体化火场侦察技术、高效灭火作业标准化技术和规范、空中指挥智能化技术、火烧区评估技术等的研究工作，力争建立具有我国特色的无人机森林草原火灾风险监测与预警体系，提高森林和草原无人机风险监测与预警综合保障和应急处置能力。形成了目前国内最先进的无人机森林草原火灾风险监测与预警技术，具有较好的创新性。无人机森林草原火灾风险监测与预警技术可指导基层单位开展科学的火灾巡护、监测和预防，从而为森林草原火灾有效预警、监测和评估提供决策参考。建立了一套具有实用性的无人机森林草原火灾风险监测与预警体系，供各级森林防火部门决策和运用，从总体上提高林区对森林草原火灾的预防和扑救能力，达到防灾减灾的目的，可以达到减少森林资源损失的目的。本系统将无人机森林草原火灾风险监测与预警数字化技术、天地空一体化火场侦察技术、吊桶和机降高效灭火技术、空中指挥智能化技术、火烧区评估技术等技术功能集于无人机，具备空中侦察、指挥、灭火一体化，实现了对森林草原火灾发生、蔓延、扑救的多场次和多参数的空中消防科学决策是目前国内收录信息最多、技术最全的无人机森林草原火灾风险监测与预警体系，具有较好的创新性。
(2)授权专利情况:“无人机森林草原火灾风险监测与预警关键技术”达到了实用化水平，就目前航空护林手段而言是较好的技术选择。获软件著作权13项，发明专利12项，实用新型专利8项，制订林业行业标准3项(具体见附件材料);
(3)技术经济指标:通过对无人机森林草原火灾风险监测与预警数字化技术等研究工作的深入，综合考虑了火行为、地形、植被和气象要素的变化，提高了不同类型无人机、直升机、固定翼飞机等的创新灭火手段及综合通信传输、飞机调度指挥、火场协调保障等方面的综合实力，形成了森林和草原航空消防遥感数字化技术、天地空一体化火场侦察技术，建立了高效灭火飞行标准化技术和规范，研建并推广了空中指挥智能化技术、火烧区评估技术。项目通过引进、消化和再创新解决了林火扑救指挥系统的关键技术问题，并已经在此基础上研发了林火扑救指挥系统的原型系统，为进一步开发出实用版本的林火扑救指挥系统(软硬件全系统)打下了良好的基础。今后无论是采用项目模式还是政府采购模式进行相关系统的开发，都可以利用本项目研究的成果(关键技术、创新方法和软件原型)，将大大节约项目成本和开发时间。成果(关键技术、创新方法和软件原型)的有效性和价值已经在试验基地和生产一线得到了验证和示范，具有广阔的应用和推广前景。
(4）应用推广及效益情况:形成了一种基于无人机识别定位森林地下火的方法、一种天地空一体化森林火灾余火监测方法等一系列无人机专利，并在一线推广应用;通过现场示范、技术培训、印发技术资料等方式，成果已在黑龙江、内蒙古、四川、云南、广东、广西(自治区)的20余个市、县、林场推广应用，效益显著，近年来，减少扑火经费和火灾损失超过5000万元以上，具有很好的推广应用价值和产业化前景。