遙控無人機應用於森林火災與山區搜救

2024 年10 月 15日

無人飛行載具的介紹

無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)，又稱無人機或空拍機，依據民航局遙控無人機管理規則，可分為三種類型：無人飛機(定翼機)、無人直升機和無人多旋翼機。這些無人機主要通過兩種方式操作：

地面人員利用電磁波資料傳輸可進行飛行(目視距離外，參考控制器參數、數據傳輸及圖傳畫面來操作無人機的飛行方式)。
依照導航系統設定的航點進行任務模式飛行，這種飛行方式常見於需要精確執行特定任務的情況，如地形測繪、環境監測和搜索救援等。

現代無人機通常配備了高解析度相機、紅外線熱成像儀 (Thermal Imaging Camera, TIC)、光學雷達 (Light Detection And Ranging, LiDAR)、導航系統及通訊模組等。這些技術使無人機能夠在不同的環境下，快速收集現場環境資訊，或作為資訊傳輸的平台。

森林火災之應用

鑒於無人機的高機動性，能在火災發生初期，利用無人機搭載的高解析度相機與紅外線熱成像儀，拍攝火場及周圍環境，製作正射影像鑲嵌圖 (Orthophoto Mosaic) 及高溫熱源分布區域圖，來協助制定滅火計畫。這項利用無人機高空寬廣視野的攝影技術，能在森林火災發生初期，瞭解火場環境的燃料類型、路徑、保全對象(房舍、汽機車以及地上物等)與能否依天然地形規劃防火線、標定火場外圍及地表下的潛在熱源。讓消防指揮中心能在火勢尚未蔓延時，將人力及滅火資源投入火場，減少火災擴散的機會。

同時，這些資訊也能用來制定撤離計畫，確保救援人員和居民的安全撤離路徑，避開火勢猛烈區域，減少因火災造成的傷害。另外，無人直升機和無人多旋翼機全天候的起降懸停能力，使得在火場上方進行即時的監控成為一種可能，利用搭載的紅外線熱成像儀，讓夜晚與煙霧的環境中，指揮中心仍能持續性地提供火情資訊，確保消防人員在任何環境下，都能避開風險，減少被火勢包圍的機會。

當火情失控時，無人機回傳的資訊，能夠讓指揮中心通知現場救火人員與民眾，在火勢蔓延時安全撤離，避免人員傷亡。如風向風速改變，火勢蔓延速度急遽加速的當下，或是發生跳火(火焰跨過防火線或道路)消防人員會被火勢包圍受困時，指揮中心可以依據無人機提供的資訊，調派更多人員和設備前往支援滅火，防止災害進一步擴大。

山區搜救之應用

無人機能在山區搜救中扮演關鍵的角色，尤其是其配備的紅外線熱成像儀，能夠迅速發現失聯人員潛在的位置，特別是在夜間與能見度差的惡劣環境中，透過熱成像技術，無人機能夠檢視搜救區域內所有的異常熱源，縮小搜救範圍並標定位置，把握搶救的黃金72小時。其次，無人機提供的高精度正射影像鑲嵌圖，可以協助救援人員分析搜救區域，制定有效的救援計劃。透過分析無人機拍攝的影像，救援人員可以快速獲取地形資訊和地面資訊，有助於發現失聯人員可能經過的蹤跡，提高搜救的準確性和效率。無人機還可以作為臨時通訊指揮的基地台，提供搜救區域通訊服務，確保救援隊伍與指揮中心的良好通訊，加強救災時的協調與指揮效率。倘若搜救人員第一時間無法抵達，可以將物資用空投的方式，運送給受難人員，協助其撐到地面救援抵達時。另外，如果搜救時間過長，也可以使用無人機代替地面人員，運補物資給搜救隊伍，減輕後勤的壓力。

實務建議與挑戰

操作員清冊的建立：無人機應用於災害管理時，無論是正射鑲嵌影像的產製、熱感應影像的拍攝處理、森林火災延燒趨勢分析、還是山難搜救優先區標定等，都需要有經驗的飛手或優秀的團隊來製作。近年來各縣市政府積極拓展無人機業務，建議平時可以網羅具有意願及能力的飛手，來組成區域性的救災團隊並建立其清冊，一旦天然災害發生時可以緊急調度協助救災。此外，對於經常性協助救災的人員，是否能延長其執照換證年限，以增加民間力量投入救災的誘因。

多人多機協調作業的挑戰：森林火災和山難搜救等災害類型區域廣大，如果依靠單機作業，仍然無法及時掌握受災地區全面的情況，是故無人機作業必需走向多人多機協調，這在法令及實務上都面臨挑戰。此外，操作員或團隊是否具備處理大規模災害的能力及經驗，並能及時分析資料提供給指揮中心，也是關鍵考量，如森林火災發生時如何快速掌握現場狀況(圖1、圖2、圖3及圖4)。