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森林防火

1.概述

随着全国造林事业的不断发展,林地面积、林木蓄积量逐年增加。林业工作的重点已转向森林管护。特别是森林防火已成为林业工作的首要任务和重中之重。森林防火工作面临着许多新情况、新问题。一是林内可燃物多,冬春季节风大物燥,极易引发大的森林火灾。二是森林旅游已成为人们回归自然的一种时尚,野外生产生活用火频繁,火灾隐患增多,管理难度大。三是一些地方农村基层矛盾突出,引发的森林火灾案件增多,故意纵火案时有发生。一旦火灾发生并迅速蔓延将造成巨大的经济损失,对植被及生态环境的破坏更无法估量。为了免遭损失,必须进一步加大森林管护的基础设施和队伍建设的力度,用科学的手段来强化防火工作。我们计划分别对林区重点区域进行图像监控系统建设及林场护林防火图像监控系统,然后根据情况再由点到面,在其它地点建立监控点,进行系统扩容。在整个林区建立一套完善的森林防火体系。

为全面贯彻落实2009年国务院批复实施《全国森林防火中长期发展规划》(2009-2015年),通过加大防火投入,加强了森林火灾预防、扑救和保障三大体系建设,改善了重点林区森林防火装备和基础设施建设水平,提高了森林火灾综合防控能力,通过本项目的建设,建立覆盖森林防火智能管控系统,运用现代科技手段建设森林防火视频监控、智能预警、辅助决策及应急指挥系统,实现防火工作的科学化、标准化、信息化和专业化,从而有效提高综合防控能力。综合运用“3S”(GIS-地理信息系统、RS-卫星遥感、GPS-全球定位系统)、计算机贝博app手机版和现代通讯等高新技术和手段,实现集声音、图像、报警、定位信息的全天候、全方位、贝博app手机版化的远程高清晰度的实时管控系统。同时,森林防火智能管控预警系统建成后,将有效减轻山林区工作人员的工作强度,进一步提高护林工作效率,推动森林管护工作由单一依靠人防向人防和技防结合、以技防为主的改革,进一步提高森林管护成效、保证天然林资源安全。

2.内容

森林防火应急指挥系统意在建立一套科学、有效的高科技智能管控系统,利用热成像智能识别前端视频、综合分析平台等科学技术,依托林区移动巡查、视频监控、无人机等手段,以实现对林区的保护和可持续发展。整个系统由前端系统、传输系统、指挥中心系统三大部分组成。

前端系统根据森林的实际情况分别部署双光谱重型云台红外热成像一体化贝博官方下载、高清贝博app手机版贝博官方下载、手持移动终端、扩音系统、供电系统和无线传输系统。后端部署中心林火预警监控平台、GIS应急指挥平台、大屏、中心存储等设备。

系统通过前端双光谱重型云台红外热成像贝博官方下载对基站附近数公里范围林区进行视频监控图像采集,实现方位角360°全方位监控,通过热成像重型云台的测距功能方位角和俯仰角以及长焦镜头焦距实现火点的精确自动定位、火点的智能识别,一旦发现疑情,后端监控(指挥)中心将会马上发出报警信号并定位着火点位在GIS地图上显示,同时可对火场进行火情分析、火势蔓延分析、应急调度指挥、灾损评估等功能。由于森林火灾具有人为性、多样性的特点,贝博哪里可以下载的系统利用自身的快速部署、操纵方便、功能多样化等优势。在林区上空快速防火检测和实时巡查,在人、车无法到达的地区进行林火侦测,并能克服复杂的天气和复杂的起降场地等困难,不存在人员安全的问题,并且覆盖面积广、工作效率高、便执行夜航任务,能随时执行林火侦察和火场探测任务。对重点区域进行防范,及时扑灭明火,消灭暗火。

系统拓扑图

3.价值

火情自动报警

设备利用红外成像设备实施探测目标环境的温度,通过嵌入式DSP温度分析火点探测自动报警模块,自动探测环境热源,自动报警装置跟随云台扫描过程中检测视场内着火点。当检测出有超出设定的热点阈值时发出报警信号,同时调用云台进入火电定位扫描模式对可疑火点进行重新判断,确认为着火点后立即发出报警信号,同时可以驱动内部开关量信号驱动周边其它设备。

 

10Km可见光图像                                        10Km热成像&自动报警图像

本系统火情自动报警模块利用热源探测技术实现火源的早期发现、蔓延变化,经过目前模拟现场环境测试,可以做到10Km以内,1~10平方米范围内火警情况的自动报警,误报率小于0.5%,同时借助数字云台和GIS地理信息系统实现着火点的准确定位,为森林火灾的扑救决策指挥,做到森林防火扑救的“打早、打小、打了”工作提供了重要的参考依据。

险预警

森林火险气象预报监测站是为了应对森林火灾易发生而进行预警测报的一套高精度数字气象站。防火气象站通过显示、记录和气象数据传输等方面进行火险预报。森林防火气象站配有一整套高性能的传感器来监视风速风向、降水、空气温度及相对湿度。还可测量土壤体积含水量、土壤温度、太阳辐射以及其它很多与森林防火相关的气象参数。

根据气象台提供的气象信息,结合GIS地理信息系统中的森林资源地理信息,利用防火预测模型,评估各地的森林防火等级,计算出火险等级最高的地区,并予关注。 指挥中心通过接入森林火险预报检测数据实现应急指挥处理。对不同等级的防火预警执行不同的防火指挥应急处理。

火情指挥处理

指挥中心通过红外热成像仪接收到火情报警,可在指挥中心第一时间通过案显示当前火情片区工作人员联系方式地图显示附近水资源,扑火队、瞭望塔、避险区等信息,根据火场情况、气象信息、火点周围人力资源分布情况调度人员队伍。向火场派出人员的指挥调度,在指挥系统的电子地图上详细记录。并记录所乘森防工具。

火点自动定位

监控系统发现火点或热点自动报警后,利用回传的数字云台俯仰角、方位角及站点的地理位置信息(经纬度),计算出火点的具体位置。当前端红外热成像贝博官方下载发现火点时,在GIS系统中,标记出火点的相应位置,并用闪烁的方式给予提示。

无人机林区巡航、火点侦察

无人机系统根据航路规划或地面指令,控制无人机按照预设的航路飞行,同时搭载红外热成像贝博官方下载,利用红外热成像设备实施探测林区目标环境的温度,通过嵌入式DSP温度分析火点探测自动报警模块,自动探测环境热源,自动报警装置跟随云台扫描过程中检测视场内着火点。当检测出有超出设定的热点阈值时发出报警信号,同时调用云台进入火电定位扫描模式对可疑火点进行重新判断,确认为着火点后立即发出报警信号。

防破坏、盗窃功能

考虑系统能长期稳定运行,在红外热成像仪周围部署防破坏报警系统,如有警情发生,可在指挥中心以声音告警、弹出画面等形式通知监控人员注意。同时沿线部署200万高清日夜监控球机通过录像、抓拍等形式实现防盗功能。

报警信息统计

系统支持报警统计功能,提供对平台报警数据的统计分析,分析的结果通过图表方式展示。支持报警统计报表时间粒度:年、月、周、日,统计对象:按报警事件、报警级别。系统支持报警信息统一展示,提供专用报警中心,集成展示实时报警、历史报警数据,包括报警相关的视频、录像、图片信息。

视频联动控制

当前端Smart IPC探测到入侵目标时,自动报警并控制进行联动车牌或人脸识别,也可通过值班人员手动打开和调节控制相应区域布防的视频摄像头,完成对入侵目标的识别、判断和跟踪。前端监控设备送回图像、方位、俯仰、热点判断信息,协同处理系统在GIS三维地图上定位,自动增加一个热点。针对林火监测监控特别开发了和视频联动定位软件,实现沙盘画面和监控画面同步,发现热点准确获取坐标,通过沙盘反控贝博官方下载镜头等功能。

视频质量诊断

视频质量诊断系统能够对前端设备的图像质量进行智能分析,并对视频图像的清晰度(图像模糊)噪声干扰(雪花点、条纹、滚屏)亮度异常(过量、过暗)、偏色、画面冻结、视频丢失、云台失控等常见贝博官方下载故障进行检测。

设备防雷击

系统前端设备除了电源部分采取了必要的防浪涌保护接地等措施外,对云台等设备本身也采取了部分防雷击保护措施,云台护罩内对所有的信号输入线路(例如:视频线路、控制线路、贝博app手机版线路、低压控制线路)全部进行了电磁屏蔽和防浪涌保护措施。

前端防结雾

一些时节容易发生多云多雾现象,特别是秋冬时节有恰好属于防火期,属于森林火险高发时期。为了在这段时间保证图像监控系统运行的完好和图像的清晰,所以前端设备的防凝雾功能就显得越发重要了。

针对上述现象,我们对前端设备采用密封加隔离的防护措施,防护等级可达到IP68,内部集成加热模块和风扇,防护罩内部设备不会发生结雾和凝水现象。

透雾监控功能

林区可能存在多雾天气,结合安防监控领域的视频图像透雾的特殊要求,开发了一种实时视频透雾技术。该技术基于大气光学原理,区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理,获得准确、自然的透雾图像。

报警阈值梯度设置

针对森林防火应用过程中,红外图像的热值会随着传输距离的加大而衰减,为了满足在0~5Km监控范围内对可疑的火点都进行准确探测,我们在云台内部设置个8个梯度功能,这样火点探测服务器在监控过程中会根据云台的当前梯度,设置适宜的报警热点阀值,而且每个梯度之间的角度可以自定义,这样就做到可以针对任何地理环境,都可以确保了火点自动报警的准确性。详见下图所示:

 

报警阈值梯度示意图

 

 


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