森林防火无人机自动巡检方案

一、方案背景

森林火灾具有突发性强、破坏性大、救援难度高等特点，传统人工巡检效率低、覆盖范围有限。基于无人机、机巢集群管理、流媒体平台及AI视频分析技术，构建“空天地一体化”森林防火智能巡检体系，可有效提升火情监测、预警及应急响应能力。

二、系统架构

1. 无人机与智能机巢集群

无人机选型：配备可见光/红外双光摄像头、热成像仪、气体传感器的高续航工业级无人机，支持RTK定位、避障及5G/专网通信。  

机巢设计：分布式部署于林区高点，集成自动起降平台、电池快充系统、气象监测模块，支持远程调度、多机协同作业。  

2. 流媒体传输平台

实时传输无人机4K高清视频、红外热源数据至云端，支持低延迟（<500ms）多路并发，适配复杂地形下的网络波动。  

提供视频加密传输、云端存储及历史数据回放功能，确保数据安全。  

3. AI视频分析平台

火情识别：基于深度学习的烟雾识别、火焰动态分析算法，结合红外热源定位，实现火点精准检测（准确率>95%）。  

环境监测：识别非法人员入侵、盗伐行为，同步分析温湿度、PM2.5等环境参数。  

告警推送：发现异常后，自动生成火点坐标、蔓延趋势图，通过短信/APP/指挥中心大屏多级告警。  

三、系统功能

1. 计划巡检  

   根据林区地形、历史火情数据制定航线，无人机每日定时从机巢起飞，执行网格化巡检。  

   支持大风、高温等极端天气下自动调整巡检频次。  

2. 实时监控与AI分析  

   飞行中视频流实时上传至云端，AI模型同步分析画面，10秒内完成火情初筛。  

   发现疑似火点后，无人机自动悬停并切换红外模式二次确认。  

3. 应急响应

   确认火情后，系统自动标记火点GPS坐标，生成三维地形火势蔓延模型。  

  联动周边机巢增派无人机抵近侦察，同步通知消防指挥中心启动应急预案。  

4. 数据闭环  

   火灾扑灭后，无人机采集过火区域多光谱影像，评估生态损失并生成修复建议。  

   AI模型根据新数据持续优化算法，提升预警精度。  

四、技术优势

1. 全自动化：7×24小时无人值守，减少80%人工巡检成本。  

2. 高效覆盖：单机巢覆盖半径15km，多机巢组网可监测百万亩级林区。  

3. 快速响应：从火情发现到预警推送≤1分钟，较传统方式提速90%。  

4. 多系统融合：支持与卫星遥感、地面传感器、消防物联网平台数据互通。  

五、应用场景

日常防火期：重点区域每日3次高频次巡检，夜间红外模式补盲。  

高火险预警期：启动“无人机+载人机”立体巡查，实时生成火险等级地图。  

灾后评估：三维建模分析过火面积，指导植被恢复与生态补偿。  

六、效益分析

经济性：单套系统（5机巢+20无人机）可替代200人巡检团队，3年内回本。  

生态价值：早期火情扑灭率提升至85%，减少碳排放及生物多样性损失。  

社会价值：降低消防人员伤亡风险，助力“智慧林业”数字化升级。  

本方案通过“智能装备+流媒体+AI”技术闭环，重构森林防火体系，推动被动救灾向主动防控转型，为“绿水青山”提供全天候守护。