一、应用场景
森林消防巡检是林业管理中必不可少的一部分。目前国内大部分林业部门依旧采用人工巡检的方式进行林业巡检。而传统人工巡检方式，劳动强度大，效率低，且信息获取不准确，而卫星对森林资源的信息获取，由于获取周期长，时效性差，无法满足实时监 控的需求。传统载人飞机改善了时效性差、人工巡检的问题，基本满足实时监测的需求，但在森林火灾等环境恶劣的环境下，飞行安全将会受到严重威胁，且其受环境、 空域等影响较大，维护成本较高，不能满足林业的日常化管理。寻求一门新的高科技 手段应用到森林资源监测、森林防火及林业执法中，已成为林业管理的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题。
目前运用无人机执行消防巡检任务，是众多方案中可实施性与执行效果颇有保障的一种方式，该方案可以通过遥控器、智能地面站对无人机进行飞行控制。通过高清图像传输系统可将林区的监控视频实时传回地面站、指挥中心，第一时间为指挥部门提供有效的现场信息。同时决策者可以在云端对无人机进行控制并发布指挥命令。
二、设备选型
市场上民用无人机种类繁多，实现功能各不相同，性能也是参差不齐。为保障无人机森林防火巡检方案的执行效果，无人机系统设备选型尤为重要，下面先把不同种类的无人机机型主要优缺点进行分析：
1、四轴、六轴、八轴多旋翼无人机
优点：多旋翼无人机优点鲜明，起飞准备时间短，起飞降落不受地形限制，可随时起降；可静止悬停空中，对目标区域进行更精准更细微的侦察；载重能力出色，普遍多旋翼无人机可达到6-10公斤的设备挂载重量，可以搭载更多样化的仪器设备完成作业任务。
缺点：多旋翼无人机缺点不多，但唯一的缺点也十分突兀，那就是续航时间短。碍于锂电池特性，大多数多旋翼无人机，普遍续航时间30-45分钟，还是在空载的情况下，满载作业设备的情况下飞行时间还会更短。市场上不乏宣传能飞一个小时的多旋翼，但要么是名不符实夸大宣传，要么是飞机增加机身体积增加电池，显得十分笨重，不利于操作和维护，危险性大增。
2、固定翼无人机
固定翼无人机优缺点正好和多旋翼相反，因机身固定翼滑翔原理，节省动力，单次起飞续航时间可达到60-100分钟。但固定翼载重能力欠缺，且起飞降落是个很大问题，跑道起飞对场地有要求，抛投弹射也是额外增加工作负担，降落通过伞降位置不够精准，回收工作费时费力。
3、垂直起降固定翼无人机
最后介绍一下目前市场主流的新型无人机，垂直起降固定翼无人机。顾名思义，结合了多旋翼与固定翼的双重优势，保证飞行续航时间极大提升的同时，载荷能力相对固定翼有提升，且起飞降落可以达到和多旋翼同样的效果。固定翼无人机是目前大面积航拍巡检作业包括森林消防应用，最适合的一款机型。
·续航时间可达90-120分钟；
·支持单光、双光、光学变焦及热成像载荷相机；
·抗风性能出色；
·快速展开，垂直起飞降落；
·巡航速度可达100km/h；
·巡检范围最远可达半径30km；
接下来对于无人机动力方式也做分析：
垂起固定翼无人机动力方式，分为纯电与油电两种。以上所描述的性能参数均是纯电动无人机能达到的实际效果。而油电无人机能够在续航时间上有极大的提升，普遍油电混合的无人机飞行续航时间都在3-4个小时左右。但是油电混合的缺点也比较明显，首先是购买成本高出电动50%左右，其次设备维护难，由于机身加装油箱和发动机，使得维护难度上升，且发动机本身故障率要比纯电设备高出好几倍，维修成本大大提升；
最重要的是如果将无人机应用到森林消防领域，可以说油动设备是非常不合适且危险的，一旦发生事故坠机，油动设备极易造成明火，造成事与愿违的结果。而纯电设备即使坠机，通常情况也不会造成明火，毕竟现在的智能电池安全系数已经到了一个比较高的水平。
无人机选型总结：
经过分析各类无人机的优缺点，结合森林消防巡检应用范围广、作业时长的需求特点，推荐选用垂直起降固定翼无人机进行森林消防巡检作业。
三、设备部署
设备部署要考虑到森林防护面积，地貌特点，以及周边环境分析来最终确定设备数量和据点位置的选取。
根据无人机飞行性能、特点、作业范围等信息，并以据点小组为单位，综合考虑建议每个据点选取无人机设备的方案组合如下：
受限于无人机最大作业半径距离，所以作业范围的大小影响据点小组的数量。作业时长影响小组无人机设备的数量。
据点选址环境要空旷，或者是建筑物制高点，保障无人机通信情况的良好。
现阶段无人机智能化作业可达到的实际效果：
无人机发展到现阶段，可实现的智能化效果有必要进行强调。无人值守，全天24小时完全脱离人为干预的巡检系统过于超前，目前仅有处于试验阶段的无人值守系统是基于多旋翼无人机研发，且巡检范围小，安全作业稳定性没有任何数据考证，设备成本高的离谱，用于大面积森林消防巡检实属不现实。
目前可实现的作业方式，是由专业飞手或经过培训的操作人员，通过地面站设备，向无人机发送航线飞行指令后，无人机自动进行预设的航线飞行与拍摄作业任务。且电量不足时需要操作人员手动更换电池才能继续作业。拍摄的画面先由无人机实时传输到据点的控制地面站，再经过4G单兵导播设备远程投放到指挥监控系统上。
未来5G建设发展，不排除可直接通过指挥监控系统接收实时拍摄画面和对无人机发出航线控制指令的可能。
四、作业流程
1、现场勘查
地貌、环境、面积勘察，制定划分巡检小组据点数量和位置。
2、规划航线
将林区的区域进行任务划分，并对划分的区域进行航线的规划。可以提前完成规划，等到现场后直接导入无人机中进行外业飞行。
外业飞行数据采集
内业处理提交成果
1.定期对林区进行无人机巡检，实时将巡检结果图传回指挥大厅，便于指挥人员实时指导巡检工作，如要24小时不间断巡检，需大量采购设备和操作人员储备；
2.通过分析无人机的巡检结果分析出林区林业资源分布情况，了解林区的资源分布情况，并分析树木的类型划分出易燃区域进行重点监控；
3.针对大面积的林业使用无人机巡检可以获取林区内树木的病虫灾害情况，可以监视是否有偷盗伐木的情况；
4.火灾发生时进行巡查，配置热红外传感器可以对火点进行精准定位，便于后方防火指挥部制定有关方案。
五、运行维护
人员工作安排：
每组建议配备不少于2名操作人员，根据作业任务时间规定，制定操作人员工作作息时间表，值班规则，维护工作明细，定期检查工作等等。
易损备件：
纯电无人机易于维护，少有易损零配件也仅仅是桨叶、电池这些容易更换的部位。若考虑作业持续性避免意外而中断作业，最好配备一套备用无人机。
维修与保险：
无人机设备若发生高空坠落，损坏程度肯定不低，维修价格不菲，返厂维修时间较长，一般在15-20个工作日左右。
大多数厂家对无人机的质保策略都是只管机器自身故障问题，人为失误或天气环境意外情况并不承担责任，所以购买无人机保险是对设备长期维护的有利保障
