一、應用場景
森林消防巡檢是林業管理中必不可少的一部分。目前國內大部分林業部門依舊采用人工巡檢的方式進行林業巡檢。而傳統人工巡檢方式，勞動強度大，效率低，且信息獲取不準確，而衛星對森林資源的信息獲取，由于獲取周期長，時效性差，無法滿足實時監 控的需求。傳統載人飛機改善了時效性差、人工巡檢的問題，基本滿足實時監測的需求，但在森林火災等環境惡劣的環境下，飛行安全將會受到嚴重威脅，且其受環境、 空域等影響較大，維護成本較高，不能滿足林業的日常化管理。尋求一門新的高科技 手段應用到森林資源監測、森林防火及林業執法中，已成為林業管理的一項迫在眉睫、亟待解決的重大課題。
目前運用無人機執行消防巡檢任務，是眾多方案中可實施性與執行效果頗有保障的一種方式，該方案可以通過遙控器、智能地面站對無人機進行飛行控制。通過高清圖像傳輸系統可將林區的監控視頻實時傳回地面站、指揮中心，第一時間為指揮部門提供有效的現場信息。同時決策者可以在云端對無人機進行控制并發布指揮命令。
二、設備選型
市場上民用無人機種類繁多，實現功能各不相同，性能也是參差不齊。為保障無人機森林防火巡檢方案的執行效果，無人機系統設備選型尤為重要，下面先把不同種類的無人機機型主要優缺點進行分析：
1、四軸、六軸、八軸多旋翼無人機
優點：多旋翼無人機優點鮮明，起飛準備時間短，起飛降落不受地形限制，可隨時起降；可靜止懸停空中，對目標區域進行更精準更細微的偵察；載重能力出色，普遍多旋翼無人機可達到6-10公斤的設備掛載重量，可以搭載更多樣化的儀器設備完成作業任務。
缺點：多旋翼無人機缺點不多，但唯一的缺點也十分突兀，那就是續航時間短。礙于鋰電池特性，大多數多旋翼無人機，普遍續航時間30-45分鐘，還是在空載的情況下，滿載作業設備的情況下飛行時間還會更短。市場上不乏宣傳能飛一個小時的多旋翼，但要么是名不符實夸大宣傳，要么是飛機增加機身體積增加電池，顯得十分笨重，不利于操作和維護，危險性大增。
2、固定翼無人機
固定翼無人機優缺點正好和多旋翼相反，因機身固定翼滑翔原理，節省動力，單次起飛續航時間可達到60-100分鐘。但固定翼載重能力欠缺，且起飛降落是個很大問題，跑道起飛對場地有要求，拋投彈射也是額外增加工作負擔，降落通過傘降位置不夠精準，回收工作費時費力。
3、垂直起降固定翼無人機
最后介紹一下目前市場主流的新型無人機，垂直起降固定翼無人機。顧名思義，結合了多旋翼與固定翼的雙重優勢，保證飛行續航時間極大提升的同時，載荷能力相對固定翼有提升，且起飛降落可以達到和多旋翼同樣的效果。固定翼無人機是目前大面積航拍巡檢作業包括森林消防應用，最適合的一款機型。
·續航時間可達90-120分鐘；
·支持單光、雙光、光學變焦及熱成像載荷相機；
·抗風性能出色；
·快速展開，垂直起飛降落；
·巡航速度可達100km/h；
·巡檢范圍最遠可達半徑30km；
接下來對于無人機動力方式也做分析：
垂起固定翼無人機動力方式，分為純電與油電兩種。以上所描述的性能參數均是純電動無人機能達到的實際效果。而油電無人機能夠在續航時間上有極大的提升，普遍油電混合的無人機飛行續航時間都在3-4個小時左右。但是油電混合的缺點也比較明顯，首先是購買成本高出電動50%左右，其次設備維護難，由于機身加裝油箱和發動機，使得維護難度上升，且發動機本身故障率要比純電設備高出好幾倍，維修成本大大提升；
最重要的是如果將無人機應用到森林消防領域，可以說油動設備是非常不合適且危險的，一旦發生事故墜機，油動設備極易造成明火，造成事與愿違的結果。而純電設備即使墜機，通常情況也不會造成明火，畢竟現在的智能電池安全系數已經到了一個比較高的水平。
無人機選型總結：
經過分析各類無人機的優缺點，結合森林消防巡檢應用范圍廣、作業時長的需求特點，推薦選用垂直起降固定翼無人機進行森林消防巡檢作業。
三、設備部署
設備部署要考慮到森林防護面積，地貌特點，以及周邊環境分析來最終確定設備數量和據點位置的選取。
根據無人機飛行性能、特點、作業范圍等信息，并以據點小組為單位，綜合考慮建議每個據點選取無人機設備的方案組合如下：
受限于無人機最大作業半徑距離，所以作業范圍的大小影響據點小組的數量。作業時長影響小組無人機設備的數量。
據點選址環境要空曠，或者是建筑物制高點，保障無人機通信情況的良好。
現階段無人機智能化作業可達到的實際效果：
無人機發展到現階段，可實現的智能化效果有必要進行強調。無人值守，全天24小時完全脫離人為干預的巡檢系統過于超前，目前僅有處于試驗階段的無人值守系統是基于多旋翼無人機研發，且巡檢范圍小，安全作業穩定性沒有任何數據考證，設備成本高的離譜，用于大面積森林消防巡檢實屬不現實。
目前可實現的作業方式，是由專業飛手或經過培訓的操作人員，通過地面站設備，向無人機發送航線飛行指令后，無人機自動進行預設的航線飛行與拍攝作業任務。且電量不足時需要操作人員手動更換電池才能繼續作業。拍攝的畫面先由無人機實時傳輸到據點的控制地面站，再經過4G單兵導播設備遠程投放到指揮監控系統上。
未來5G建設發展，不排除可直接通過指揮監控系統接收實時拍攝畫面和對無人機發出航線控制指令的可能。
四、作業流程
1、現場勘查
地貌、環境、面積勘察，制定劃分巡檢小組據點數量和位置。
2、規劃航線
將林區的區域進行任務劃分，并對劃分的區域進行航線的規劃。可以提前完成規劃，等到現場后直接導入無人機中進行外業飛行。
外業飛行數據采集
內業處理提交成果
1.定期對林區進行無人機巡檢，實時將巡檢結果圖傳回指揮大廳，便于指揮人員實時指導巡檢工作，如要24小時不間斷巡檢，需大量采購設備和操作人員儲備；
2.通過分析無人機的巡檢結果分析出林區林業資源分布情況，了解林區的資源分布情況，并分析樹木的類型劃分出易燃區域進行重點監控；
3.針對大面積的林業使用無人機巡檢可以獲取林區內樹木的病蟲災害情況，可以監視是否有偷盜伐木的情況；
4.火災發生時進行巡查，配置熱紅外傳感器可以對火點進行精準定位，便于后方防火指揮部制定有關方案。
五、運行維護
人員工作安排：
每組建議配備不少于2名操作人員，根據作業任務時間規定，制定操作人員工作作息時間表，值班規則，維護工作明細，定期檢查工作等等。
易損備件：
純電無人機易于維護，少有易損零配件也僅僅是槳葉、電池這些容易更換的部位。若考慮作業持續性避免意外而中斷作業，最好配備一套備用無人機。
維修與保險：
無人機設備若發生高空墜落，損壞程度肯定不低，維修價格不菲，返廠維修時間較長，一般在15-20個工作日左右。
大多數廠家對無人機的質保策略都是只管機器自身故障問題，人為失誤或天氣環境意外情況并不承擔責任，所以購買無人機保險是對設備長期維護的有利保障
