无人机林区防火巡查技术与实践

汇报人:XXXX2026.04.19无人机林区防火巡查技术与实践CONTENTS目录01

森林防火现状与挑战02

无人机巡检技术概述03

无人机防火巡查系统架构04

核心工作流程与技术应用05

国家标准与技术规范CONTENTS目录06

典型应用案例分析07

技术挑战与解决方案08

队伍建设与培训管理09

未来发展趋势与展望森林防火现状与挑战01生态环境破坏森林火灾会烧毁大量植被，破坏生物多样性，导致水土流失，影响气候调节能力，对生态系统造成严重且难以逆转的损害。生命财产威胁森林火灾具有突发性强、蔓延迅速的特点，不仅会威胁林区及周边居民的生命安全，还可能烧毁房屋、设施等财产，造成巨大经济损失。社会经济影响火灾会影响林业产业发展，导致木材资源损失，同时扑火救灾需投入大量人力、物力、财力，对地方乃至国家经济造成负面影响。防控工作的重要性加强森林防火工作，能够有效预防和控制森林火灾发生，保护森林资源，维护生态平衡，保障人民群众生命财产安全，促进社会经济可持续发展。森林火灾的危害与防控意义传统巡检方式的局限性分析覆盖范围有限地面巡护难以全面覆盖广阔的森林区域，尤其是地形复杂、人员难以抵达的偏远山区和密林地带，易形成巡查盲区。效率低下人工巡检速度慢，受地形和天气条件限制大。例如，传统步行一天只能巡查几公里，而无人机半小时就能完成数十平方公里的巡查，效率提升近十倍。数据更新滞后卫星遥感数据更新周期较长，难以实时反映火情变化，无法满足火灾早期发现和快速响应的需求。安全风险较高人工巡检面临山高路险、有毒有害气体、野生动物侵袭等安全隐患，特别是在复杂地形和恶劣天气条件下，巡查人员的人身安全难以保障。防火工作面临的核心挑战

传统巡检覆盖范围有限地面巡护难以全面覆盖广阔的森林区域，尤其在地形复杂、人员难以抵达的偏远山区和密林地带，易形成巡查盲区。

人工巡检效率低下人工巡检速度慢，易受地形和天气条件的限制。例如，传统步行一天只能巡查几公里，而无人机半小时就能完成数十平方公里的巡查，效率提升近十倍。

数据更新滞后与火情响应不及时卫星遥感数据更新周期较长，难以实时反映火情变化。传统方式从发现火情到组织扑救至少需要1小时，无法满足“早发现、早处置”的要求。

复杂环境作业风险高一线巡护人员常面临地形复杂难翻越、徒步巡查效率低、安全隐患盲区多等挑战，在高温、大风、暴雨等极端天气下，人工巡查安全风险显著增加。无人机巡检技术概述02无人机巡检的技术优势实时监测与快速响应

无人机能够快速进入森林区域进行实时监测，一旦发现火情可立即通知指挥中心，实现快速响应。试点区域从发现火情到处置全流程可在10分钟内闭环完成，响应速度较传统方式提升90%以上。广域覆盖与高频次巡查

无人机可规划飞行路线覆盖人力难以到达区域，单机巢覆盖半径达15公里，多机巢组网可监测百万亩级别林区。每日可执行多次巡检，如重点区域每日3次高频次巡查，效率是传统人工巡护的20倍以上。高精度火源定位与智能识别

搭载高清摄像头和红外热成像仪（分辨率不低于640×512像素），结合AI算法，火点检测准确率超95%，定位误差半径不超过50米。可精准识别火点、烟雾及温度异常，夜间火灾发现率显著提升。全天候作业与复杂环境适应

不受地形和天气条件严重限制，可在高温、大风等环境下作业，实现7×24小时无人值守巡检。在平均海拔三千多米的山西林区及贵州喀斯特山地等复杂地形中，有效突破传统巡护盲区。数据支持与多场景应用

通过收集的图像和热成像数据，辅助火势分析、蔓延预测及灾后评估。可搭载扩音器进行防火宣传喊话，识别非法入侵、盗伐等行为，构建“发现-核查-处置”闭环管理，如赣州无人机累计巡护面积4000余万亩，发现并处置违规用火196起。主流无人机类型及适用场景多旋翼无人机：灵活机动的低空侦察兵具备垂直起降能力，适合复杂地形下的近距离精细侦察，如火场细节观察、热点定位。搭载可见光/红外双光摄像头，火点检测准确率可达95%以上，广泛应用于日常巡护和火情初期侦察。固定翼无人机：高效覆盖的广域巡查员续航时间长、航程远，单架次可覆盖大面积林区，如山西138万亩国有林场采用垂起固定翼无人机，单次飞行36分钟、航程50公里，适用于大范围日常巡检和火情蔓延趋势监测。复合翼无人机：兼顾效率与灵活性的多面手融合固定翼的长航时与多旋翼的垂直起降优势，适应高海拔、大纵深林区。如贵州荔波喀斯特山地采用“垂起固定翼+多旋翼”协同方案，实现10分钟内火情发现到处置的全流程闭环。可见光与红外双光成像系统无人机需搭载高清可见光相机与红外热成像仪，其中热成像设备分辨率不低于640×512像素，可实现火点、烟雾及温度异常的精准识别与定位。激光测距与定位模块配备激光测距仪等任务载荷，结合RTK精准定位技术，实现火源定位误差半径不超过50米，为火情处置提供高精度坐标数据。多光谱与气体传感器通过多光谱设备可监测植被健康状况及病虫害，气体传感器能辅助识别易燃气体浓度，提升火灾隐患早期发现能力，构建全方位林区监测体系。AI智能识别算法性能搭载AI烟火识别算法，准确率需达95%以上，支持多种烟雾特征识别，10秒内完成火情初筛，同步生成火点坐标与蔓延趋势图，满足快速响应需求。关键载荷设备与技术参数无人机防火巡查系统架构03前端感知层：无人机与智能机巢无人机选型与核心配置选用高续航工业级无人机，配备可见光/红外双光摄像头、热成像仪，支持RTK精准定位、智能避障及5G/专网通信，满足复杂林区环境下的火情监测需求。智能机巢的分布式部署在林区高点分布式部署智能机巢，具备自动起降、电池快充、气象监测功能，支持远程调度与多机协同作业，实现7×24小时无人值守巡检，单机巢覆盖半径可达15公里。多机型协同作业体系构建“垂起固定翼智能无人机场+多旋翼智能无人机场”协同作业体系，如山西138万亩国有林场应用中，单架次飞行36分钟、航程50公里，提升复杂地形覆盖与作业效率。实时数据传输能力无人机采集的4K高清视频与红外数据需实时传输至云端，延迟应控制在500ms以内，以适应林区复杂地形可能导致的网络波动，确保火情信息及时送达指挥中心。数据加密与存储机制系统提供视频加密传输功能，保障数据在传输过程中的安全性。同时具备云端存储与历史数据回放能力，确保巡查数据可追溯，符合森林防火工作的数据管理要求。复杂环境通信优化针对深山密林区域信号易中断问题，可配备带有中继通信模块的抗干扰消防专用无人机，并在重点林区、信号薄弱区科学布设通信中继设施，从根源上破解无人机断联难题。网络传输层：数据通信与安全保障平台应用层：AI分析与决策支持

01AI智能识别：火情精准检测基于深度学习算法，实现烟雾识别、火焰动态分析及红外热源定位，火点检测准确率>95%，同步可监测非法入侵、盗伐等行为。

02多级告警：多渠道秒级推送发现异常后，系统自动生成火点坐标与蔓延趋势图，并通过短信、邮件、指挥中心大屏等多渠道秒级推送告警，确保信息快速触达。

03决策支持：多系统融合分析支持与卫星遥感、地面传感器等系统融合，提供全面的指挥决策依据，辅助制定科学灭火策略与救援路线规划。

04数据闭环：模型持续优化火灾扑灭后，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。核心工作流程与技术应用04计划巡检：航线规划与任务调度

智能航线规划：基于多因素优化系统根据林区地形、历史火情数据、植被类型等信息，自动规划最优巡检航线，确保重点区域全覆盖，提升巡查效率与精准度。

定时与动态调度：适应不同防火期需求无人机每日从机巢定时自动起飞，执行网格化巡检。在大风、高温等极端天气或高火险预警期，系统自动调整巡检频次，增强监测力度。

多机协同与集群作业：提升覆盖能力通过多机巢组网与“一人主控、多机联动”模式，实现多架无人机协同作业，轻松监测百万亩级别广袤林区，形成集群巡查与灭火合力。

航线优化与轮班编排：缩短巡护空当结合卫星定位系统科学规划巡护航线，编排轮班班次，增配长续航电池和快充设备，在林区关键点位增设无人机机场，有效缩短因更换电池等产生的巡护空当。多传感器数据采集无人机搭载可见光/红外双光摄像头、热成像仪、激光测距仪等多种传感器，可实时获取森林的图像、温度、距离等多维度信息，为火情监测提供全面数据支撑。低延迟数据传输通过5G/专网通信技术，无人机可将4K高清视频与红外数据实时传输至云端，延迟低于500ms，能适应复杂地形的网络波动，确保数据及时回传。AI智能火情识别基于深度学习算法，实现烟雾识别、火焰动态分析及红外热源定位，火点检测准确率可达95%以上，如中国林科院研发的系统火情识别精度≥99%、定位误差<1m。实时数据分析与初筛飞行中视频流实时上传至AI分析平台，可在10秒内完成火情初筛，发现疑似火点后，无人机能自动悬停并切换红外模式进行二次确认，提升火情识别效率。实时监控：多模态数据采集与AI识别应急响应：火情定位与态势分析

高精度火源定位技术搭载高清摄像头和红外热成像仪（分辨率不低于640×512像素）的无人机，可精确识别火点和热点，定位误差半径不超过50米，为火源定位提供高精度数据。

火势蔓延趋势预测通过收集的图像和热成像数据，结合三维地形模型，无人机可辅助进行火势分析，预测火情蔓延趋势，为制定灭火策略提供科学依据，过火面积测算响应时间控制在30分钟内。

火场全貌实时监测火情发生后，无人机可第一时间升空侦察，实时回传火场高清画面与红外热源数据，帮助指挥人员直观了解火场态势，优化灭火部署和救援路线，实现“发现-核查-处置”快速闭环。灾后评估：生态损失测算与恢复规划

精准过火面积与损失评估无人机搭载多光谱影像设备，结合卫星遥感与地理信息系统，对火场范围与受损情况进行精准测算。依据国家标准GB/T47054-2026，过火面积测算响应时间控制在30分钟内，误差率显著降低，为评估生态损失提供标准化数据支撑。

森林生物量与生态功能评估通过建立含随机效应和度量误差的森林生物量反演模型，无人机采集的数据可实现生物量预估精度≥90%，大幅降低评估偏差。同时评估火灾对生物多样性、土壤质量、水源涵养等生态功能的影响，为后续恢复提供科学依据。

灾后恢复规划与修复建议基于无人机获取的受灾区域详细数据，生成三维地形模型和植被恢复适宜性分析图，制定针对性的森林恢复方案。例如，中国林科院研发的智能巡护监测系统在火灾后可快速评估生态损失并生成修复建议，辅助管理人员开展精准的植被恢复与生态补偿工作。国家标准与技术规范05GB/T47054-2026标准概述

标准制定背景与意义随着民用无人机在林草领域普及率上升，其已成为森林草原防火巡查的重要手段。但此前缺乏统一作业要求与程序标准，亟需规范以强化技术支撑。本标准是我国首个无人机林草防火领域国家标准，填补了应用空白，标志着无人机防火巡查迈入标准化、规范化、体系化发展新阶段。

标准制定历程与发布实施该标准于2024年5月由国家标准化管理委员会批准立项，计划号20240345-T-432，项目周期18个月。2025年4月完成国家标准研讨会草案审议，2026年2月10日由市场监管总局（国家标准委）批准发布，自2026年5月1日起正式实施。

标准主要起草单位与适用范围标准由中国林科院资源所自然资源无人机监测应用创新团队牵头起草，联合南京林业大学、国家林业和草原局森林草原火灾预防监测中心等单位共同研制。适用于多旋翼、固定翼、复合翼无人机开展森林草原防火巡查作业，其他类型无人驾驶航空器参照应用。

标准核心内容框架标准共8个章节及3个资料性附录，规定了森林草原防火无人机巡查的一般要求、巡查任务、巡查作业程序、异常情况处置及证实方法。明确了作业人员、装备、安全的一般要求，覆盖日常巡查和火情巡查任务，建立从任务规划到数据回传的全流程作业规范。作业流程与技术参数要求01全流程标准化作业程序建立从任务规划、飞行作业准备、实施到完成的全流程标准。包括航线规划、设备检查、数据采集、回传分析及作业后维护等环节，确保过程可控、结果可溯。02火情识别与定位技术参数AI烟火识别算法准确率需达95%以上，支持多种烟雾特征识别，定位误差半径不超过50米。热成像设备分辨率不低于640×512像素，确保火点和热点的精确识别。03数据处理与传输要求火场三维建模精度误差小于5米，过火面积测算响应时间控制在30分钟内。数据需加密传输，遵循统一格式与编码规则，确保火情信息第一时间直达指挥中心。04异常情况处置规范明确RTK信号丢失、电磁干扰、电量异常等突发状况的应急处置程序。规定分级响应与安全降落原则，保障野外复杂环境下的作业安全。异常情况处置与安全规范常见异常情况及应急处置针对野外复杂环境可能出现的RTK信号丢失、电磁干扰、电量异常等突发状况，标准给出分级响应与安全降落原则，为作业安全再加一道"保险栓"。通信中断与无人机失联应对深山密林区域信号屏蔽严重时，应配备带有中继通信模块的抗干扰消防专用无人机，并在重点林区、信号薄弱区科学布设通信中继设施，破解无人机易断联难题。极端天气作业安全管控大风、暴雨等极端天气下，无人机易出现失控、续航大幅缩水等问题。应主动对接气象部门搭建森防专属气象预警平台，提前掌握天气情况；加强复杂天气下无人机实操训练，完善设备日常运维管理规范。作业人员资质与安全培训标准对无人机系统的任务载荷配置、通信链路保障以及作业人员的资质与培训提出了基础性要求，飞手需具有国家要求的中国民用航空局颁发的民用无人驾驶航空器操控员执照，从"人"和"机"两个维度为作业质量与安全奠定基础。典型应用案例分析06协同作业体系构建在平均海拔三千多米的作业环境中，蜂巢航宇构建起“垂起固定翼智能无人机场+多旋翼智能无人机场”的协同作业体系，实现138万亩国有林场全覆盖巡检。作业效率显著提升本次作业单架次飞行36分钟、航程50公里，大幅提升单次作业效率，让原本依赖人力长时间完成的巡检任务，转变为高效、可持续的空中自动化作业。智能无人巡检系统核心装备SU-50Pro智能无人机场作为核心装备，由智能巡检无人机与无人机停机舱组成，具备远程操控、自主起降、自主充电及集群化作业能力，可在无人值守条件下实现常态化巡检。“空天地一体化”应用新模式通过打造智能无人巡检系统，将终端数据采集系统、无人机飞行控制系统与数据分析系统深度融合，实现远程调度、集群控制、实时监测与AI识别分析的协同运行，真正实现空中与地面协同联动的“空天地一体化”应用新模式。山西138万亩林场全覆盖巡检赣州"空中卫士"立体防控体系

无人机巡护：突破人工局限，提升监测效能赣州在全省率先利用无人机开展森林防火巡护，凭借其监测范围广、灵活性高、响应速度快的特点，有效突破人工巡护的限制。无人机巡护效率是传统人工巡护的20倍以上，过去需要护林员跋山涉水数日才能完成的巡护任务，现在无人机几小时就能完成。

空中宣传：创新防火宣传方式，扩大覆盖人群在森林防火关键期，搭载扩音器的无人机巡回于林区、圩镇上空，用接地气的语言向群众宣传防火知识。这种创新的“空中喊话”宣传方式，有效覆盖了传统宣传难以触及的偏远山区。今年以来，无人机宣传累计播放防火信息提示1116次，宣传覆盖人群预计超过100万人次。

空地联动：构建闭环管理，提升处置效率赣州构建“无人机巡护+护林员核查”工作模式，实现“发现-核查-处置”的闭环管理。无人机在巡护过程中发现异常情况后，5分钟内即可回传精确坐标和现场画面，指挥中心随即调度最近护林员前往处置。过去从发现火情到组织扑救至少需要1小时，现在这个时间缩短到了20分钟就能出发。

显著成效：筑牢森林防火墙，确保火情零发生进入森林防火重点期以来，赣州市创新运用无人机开展森林防火巡护、空中喊话等手段，构建起“空中监测+地面巡护”的立体化森林防火体系。据统计，今年以来，无人机巡护队累计飞行已达3587架次，巡护面积4000余万亩，覆盖全市88%的重点林区，成功发现并处置野外违规用火行为196起，有效避免了森林火灾的发生，确保全市森林火情零发生。临川区智能巡防实践成效火情早发现早预警能力显著提升通过无人机搭载的高清成像与智能识别系统，可清晰捕捉远处烟雾、精准锁定火险隐患，有效弥补了人工巡查在地形复杂林区的视野盲区。推动防火工作模式转变临川区依托科技赋能与制度创新，积极构建空地协同、全域覆盖的森林防火巡查体系，推动防火工作从“人防”向“人防+技防”并重转变，实现从被动响应到主动预警、从单点处置到系统防控升级。提升火情发现与处置效率这一转变，有效提升了火情发现的时效性与后续处置的整体效率，切实筑牢了生态安全屏障。北京冬奥会核心赛区防火应用

全流程智能监测预警体系构建中国林业科学研究院资源信息研究所依托高质量林火视频图像数据集与森林资源评估遥感数据集，攻关灾前烟火识别与定位、灾中人员监测、灾后损失评估等关键技术，构建了覆盖灾前—灾中—灾后的全流程智能监测预警体系。

无人机森林防火智能巡护监测系统应用研发出国内首套无人机森林防火智能巡护监测系统，实现林火监测精度≥99%、定位误差<1m，极大提升了监测精度与响应速度。

冬奥会期间防火成效显著系统在北京冬奥会核心赛区成功应用，期间预警早期火情13次，实现防火“零失误”，为冬奥会的顺利举办提供了坚实的森林安全保障。技术挑战与解决方案07通信保障：信号屏蔽与中继方案林区信号屏蔽的主要挑战深山密林区域信号屏蔽严重，无人机易断联失控，影响实时数据传输和远程操控，给森林防火巡查带来安全隐患和效率问题。抗干扰消防专用无人机配备加快配备带有中继通信模块的抗干扰消防专用无人机，提升无人机自身在复杂电磁环境下的通信能力，减少信号中断风险。通信中继设施科学布设在重点林区、信号薄弱区科学布设通信中继设施，构建覆盖广泛的通信网络，从根源上破解深山信号屏蔽、无人机易断联等难题，保障数据传输稳定。续航优化：电池管理与机场布设

长续航电池与快充设备应用增配长续航电池和快充设备，可有效应对常规无人机单次续航仅30分钟左右的问题，减少因更换电池造成的巡护空当，提升巡查连续性。

智能无人机场的科学布设在林区高点、关键点位合理增设无人机机场，如分布式部署的智能机巢具备自动起降、电池快充功能，支持7×24小时无人值守巡检，单机巢覆盖半径可达15公里。

最优巡护航线规划与轮班编排结合卫星定位系统科学规划巡护航线，编排轮班班次，加密空中巡查频次，如某方案中无人机每日定时自动起飞执行网格化巡检，极端天气下自动调整频次，确保高效覆盖。复杂环境：气象应对与设备升级

气象因素对无人机巡查的影响大风、暴雨等极端天气易导致无人机失控、续航大幅缩水，影响巡查任务的正常开展和作业安全。

气象信息共享与预警机制主动对接气象部门搭建森防专属气象预警平台，使一线人员能提前掌握天气情况，以便及时调整巡查计划。

复杂天气下的实操训练与运维规范加强复杂天气下无人机实操训练，完善设备日常运维管理规范，提升无人机在不利气象条件下的应对能力。

抗干扰与通信保障设备升级配备带有中继通信模块的抗干扰消防专用无人机，并在重点林区、信号薄弱区科学布设通信中继设施，破解深山信号屏蔽、无人机易断联难题。

续航与载重能力设备优化增配长续航电池和快充设备，在林区关键点位合理增设无人机机场；引进大载重无人机设备，按不同场景分类调配，提升续航与物资运输能力。队伍建设与培训管理08操作人员资质要求与技能培训

操作人员基本资质要求飞手需持有中国民用航空局颁发的民用无人驾驶航空器操控员执照，技术团队人员应具备无人机系统操作手合格证及森林火灾风险普查培训证书，部分项目要求地理信息系统应用师不少于1人。

标准化技能培训内容培训涵盖无人机操作、数据处理、故障排除、火情识别、应急处置等，需符合《森林草原防火无人机巡查技术规范》（GB/T47054—2026）中对人员技能的基础要求，提升复杂环境下作业能力。

常态化培训与技能提升机制通过定期组织实操培训、技能比武和案例研讨，培养懂操作、懂技术、懂应急的复合型人才，强化多机协同作业能力，确保操作人员持续适应技术发展和实战需求。

资质认证与管理规范建立操作人员资质审核与备案制度，明确岗位职责与操作权限，加强日常考核与监督，确保所有参与森林草原防火无人机巡查的人员资质合规、技能达标。多机协同作业与团队协作多机协同作业模式构建“垂起固定翼智能无人机场+多旋翼智能无人机场”的协同作业体系，实现大范围林区全覆盖巡检，如山西138万亩国有林场单架次飞行36分钟、航程50公里。集群作战效能推行“一人主控、多机联动”模式，火情发生后同步调度多架灭火无人机形成集群灭火合力，第一时间压制火头、控制火势，提升应急响应效率。专业团队组建与培训组建专业化多机协同作业小队，常态化开展无人机实操培训和技能比武，培养懂操作、懂技术、懂应急的复合型人才，提升综合作战能力。部门协同联动机制建立“空中发现—指挥调度—快速处置”闭环机制，整合无人机巡查数据与警务资源、护林力量，实现“空中巡查、地面联动”的立体防控，确保隐患早发现、早处置。设备日常检查与维护每日检查无人机机身、电池、传感器及智能机场状态，确保设备无物理损伤、电量充足。定期清洁镜头、散热孔，校准IMU、指南针等部件，保障设备性能稳定。电池管理与续航保障建立电池充放电台账，避免过度充放，单块电池循环使用不超过200次。配备快充设备，在林区关