森林防火及林業(yè)資源管理預警系統(tǒng)

1、森林防火及林業(yè)資源管理預警系統(tǒng)1. 森林防火監(jiān)控預警介紹1.1 概況森林火災是世界性的林業(yè)重要災害之一，隨著中國造林事業(yè)的不斷發(fā)展，防火工作成為首要任務。森林防火必須貫徹“預防為主，積極撲救”的方針，真正做到早發(fā)現(xiàn)，早解決。目前，基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，已廣泛應用于森林防火監(jiān)控領(lǐng)域。森林防火遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，由森林防火指揮部監(jiān)控中心、無線傳輸系統(tǒng)，以及前端采集點構(gòu)成。前端采集點，一般設(shè)置在林區(qū)各消防瞭望塔制高點上。包括彩轉(zhuǎn)黑低照度全天候透霧攝像機、長焦距電動變焦鏡頭、數(shù)字回顯云臺、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器。各監(jiān)控點通過無線傳輸系統(tǒng)，將圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，無線網(wǎng)絡(luò)基站由無線網(wǎng)橋和天饋系統(tǒng)構(gòu)成；

2、監(jiān)控中心通過無線監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以獲得全面的、清晰的、可錄制并回放的多畫面現(xiàn)場實時圖像，而且還可以對前端攝像機焦距和云臺運動進行操作和控制，通過云臺的實時角度數(shù)據(jù)回傳，結(jié)合GIS系統(tǒng)可以實現(xiàn)火災發(fā)生點的精確定位；前端設(shè)置智能化微型氣象站，可以實時的了解當前監(jiān)控點的風力、風向、溫濕度等數(shù)據(jù)，為森林防火指揮提供有力數(shù)據(jù)信息；滿足當前森林防火的各種要求。1.2 國際通常森林防火技術(shù)國際上現(xiàn)有的森林防火報警技術(shù)：德國：FIRE-WATCH森林火災自動預警系統(tǒng)德國投入使用的FIRE-WATCH森林火災自動預警系統(tǒng)，正常監(jiān)測半徑10公里，安裝該系統(tǒng)每套需7.5萬歐元，而在勃蘭登堡州安裝需要120-130套

3、，約1000萬歐元。美國：護林飛機和紅外遙感火災預警飛機巡邏美國利用“大地”衛(wèi)星在離地面大約705公里的軌道上繞地球運轉(zhuǎn)，探測地面上的高溫地區(qū)、濃煙地帶以及火災遺址。美國使用無人駕駛林火預警飛機進行24小時監(jiān)測，雖獲得了成功，但耗費了巨額資金。加拿大：加拿大采用衛(wèi)星巡回監(jiān)測系統(tǒng)加拿大采用從衛(wèi)星上發(fā)射電磁射線檢測林區(qū)溫度，當檢測出某一林區(qū)局部溫度上升到150200，紅外線波長達3.7微米時，便是火災前兆，立即測定具體溫度，采取措施及時防火。同時，加拿大林區(qū)采用多架配備先進的直升飛機輪流監(jiān)測森林火災，飛行費每小時需5000-6000加元。國外的技術(shù)有的雖然可靠，但需要借助高空衛(wèi)星，且施工太復雜；有

4、的技術(shù)方案基礎(chǔ)實施投資太大，多達幾十萬美元，投入成本過高，這些難以滿足我國森林資源監(jiān)測的實際需要。1.3 國內(nèi)采用的監(jiān)測方法l 地面巡護地面巡護，主要任務是向群眾宣傳，控制人為火源，深入了望臺觀測的死角進行巡邏。對來往人員及車輛，野外生產(chǎn)和生活用火進行檢查和監(jiān)督。存在的不足是巡護面積小、視野狹窄、確定著火位置時，常因地形地勢崎嶇、森林茂密而出現(xiàn)較大誤差；在交通不便、人煙稀少的偏遠山區(qū)，無法進行地面巡護，需用各種交通工具費用及人員工資費用，只能用視頻監(jiān)測方法來彌補。l 瞭望臺監(jiān)測了望臺監(jiān)測，是通過了望臺來觀測林火的發(fā)生，確定火災發(fā)生的地點，報告火情，它的優(yōu)點是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足：是

5、無生活條件的偏遠林區(qū)不能設(shè)了望臺；它的觀察效果受地形地勢的限制，覆蓋面小，有死角和空白，觀察不到，對煙霧濃重的較大面積的火場、余火及地下火無法觀察；雷電天氣無法上塔觀察；了望是一種依靠了望員的經(jīng)驗來觀測的方法，準確率低，誤差大。另外了望員人身安全受雷電、野生動物、森林腦炎等的威脅。l 航空巡護航空巡護，是利用巡護飛機進行林火的探測。它的優(yōu)點是巡護視野寬、機動性大、速度快同時對火場周圍及火勢發(fā)展能做到全面觀察，可及時采取有效措施。但也存在著不足：夜間、大風天氣、陰天能見度較低時難以起飛，同時巡視受航線、時間的限制，而且觀察范圍小，只能一天一次對某一林區(qū)進行觀察，如錯過觀察時機，當日的森林火災也觀

6、察不到，容易釀成大災，固定飛行費用2000元/小時，成本高，租用飛機費用昂貴，飛行費用嚴重不足，這就需要用定點視頻監(jiān)測來彌補其不足。l 衛(wèi)星遙感衛(wèi)星遙感，利用極軌氣象衛(wèi)星、陸地資源衛(wèi)星、地球靜止衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星探測林火。能夠發(fā)現(xiàn)熱點，監(jiān)測火場蔓延的情況、及時提供火場信息，用遙感手段制作森林火險預報，用衛(wèi)星數(shù)字資料估算過火面積。它探測范圍廣、搜集數(shù)據(jù)快、能得到連續(xù)性資料，反映火的動態(tài)變化，而且收集資料不受地形條件的影響，影像真切。存在的不足：準確率低，需要地面花費大量的人力、物力、財力進行核實，尤其是交通不便的地方，火情核實十分重要。在接到熱點監(jiān)測報告2小時內(nèi)應反饋核查情況和結(jié)果；衛(wèi)星遙感監(jiān)控森林

7、防火的其不足是：1. 熱點達到3個像素時，火已基本成災。2. 從衛(wèi)星過境到核查通知撲火隊伍時間過長，起不到“打早、打小、打了”的作用。彌補以上手段不足，我公司“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預警系統(tǒng)”可以實現(xiàn)快速、準確、實時的監(jiān)控林火情況，配合林政管理、生態(tài)建設(shè)管理及林業(yè)活動等功能實現(xiàn)各種管理。2.本方案的特點優(yōu)勢“森林防火及林業(yè)資源管理預警系統(tǒng)”避免了原始人工了望觀察火情的局限，實現(xiàn)了林區(qū)管理數(shù)字化、科學化，大大減少了林業(yè)部門的費用支出和管理成本，提高了林區(qū)企業(yè)的效應。該系統(tǒng)特點有：l 數(shù)字回顯云臺結(jié)合GIS，火點精確經(jīng)緯度定位。l 林火自動識別系統(tǒng)，實現(xiàn)火情自動報警。l 納米波濾光技術(shù)穿透煙霧，清晰成

8、像。l 短信發(fā)布火情信息，及時迅速。l 野外設(shè)備防盜報警系統(tǒng)，有效防止設(shè)備丟失和人為破壞。l 遠距離微波傳輸，避免野外架線施工。l 智能太陽能供電，滿足系統(tǒng)能源消耗。3.本方案實現(xiàn)的主要功能“森林防火及林業(yè)資源管理預警系統(tǒng)”項目為監(jiān)控控制人員提供監(jiān)控控制功能，正常情況下攝像機在云臺帶動下工作在自動掃描方式下時，觀測人員在監(jiān)控中心可觀測到一定范圍內(nèi)的森林、道路、人員等實況圖像，系統(tǒng)可進行全程錄像；若遇異常情況，工作人員可及時將攝像機從自動狀態(tài)下轉(zhuǎn)為手動狀態(tài)，并對有關(guān)目標進行跟蹤、定位、放大，以便更加仔細全面地進行觀測。本系統(tǒng)方案的主要功能如下：1) 監(jiān)控指揮屏幕墻可以實時顯示前端采集點的圖像。圖

9、像中同時包括相關(guān)數(shù)字信息如坐標,時間等；2) 數(shù)字圖像可以通過無線通訊和計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程傳輸；3) 所有視頻圖像進行全程錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放；4) 采用野外重載數(shù)字回顯云臺，具有實時回顯位置信息功能；電動可變長焦距鏡頭配備遠程可控濾色片低照度高清晰透霧攝像機，具有透霧、深化云煙功能，即使霧天也可以進行正常的監(jiān)控；可以通過專用操作鍵盤或監(jiān)控軟件控制云臺和鏡頭；5) 通過現(xiàn)有設(shè)置的監(jiān)測點,實現(xiàn)整個有林面積的監(jiān)視范圍達到95%以上；6) 系統(tǒng)安全性高，采用人員身份認證、訪問控制功能和審核功能等方式保證系統(tǒng)安全可靠；7) 查詢簡便性：采用時間流設(shè)計，可由時間、日期、前端采集

10、點完成資料檢索；8) 無線傳輸模式，方便與其他防火中心及其他森林防火管理相關(guān)部門連接；9) 防盜告警，在監(jiān)控點裝置紅外探頭，有盜竊入侵時監(jiān)控中心告警，保護用戶投資，或?qū)p失降低；10) 火情識別報警：當監(jiān)控攝像機撲捉到林火時，系統(tǒng)具有的火情識別功能，可及時告警并聯(lián)動報警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發(fā)現(xiàn)火情及火點位置；11) GIS管理系統(tǒng)：以電子地圖為基礎(chǔ),實現(xiàn)地圖基本操作功能,實現(xiàn)對森林火災的分析預報,森林防火工作的動態(tài)管理，為防火提供直觀的規(guī)劃和決策支持。12) 火災定位功能：利用前端采集系統(tǒng)中的數(shù)字回顯云臺，在地理信息系統(tǒng)里將每一個監(jiān)控點進行地址編碼，同時將每一個監(jiān)控點的坐標直接

11、落實在電子地圖上，這樣地理信息系統(tǒng)一旦接收到特定編碼的數(shù)字云臺回傳的位置數(shù)據(jù)，通過建立特定的位置轉(zhuǎn)換數(shù)學模型，實現(xiàn)定位功能。同時，系統(tǒng)具備實現(xiàn)人工定位功能。13) 輔助決策功能：GIS信息系統(tǒng)提供最近撲火隊前往火情點最短路徑以及通往現(xiàn)場的主要道路和通行能力,提供防火隔離帶的位置及趕赴火場的時間等重要信息。14) 電源系統(tǒng):電源供給在全天候的環(huán)境下,保證系統(tǒng)不間斷供電；15) 防雷系統(tǒng):系統(tǒng)要有安全的防雷保障措施,確保系統(tǒng)能夠安全運行；16) 系統(tǒng)配置設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對各類設(shè)備的綜合網(wǎng)絡(luò)管理。4.產(chǎn)品先進技術(shù)應用多傳感器系列三視窗透霧熱成像一體機本系統(tǒng)采用激光輔助照明、百萬像素鏡頭、百萬像

12、素攝像機、熱像儀和高精度數(shù)字云臺，通過科學、先進的手段集合而成，具有背景反差好、成像清晰、使用高分辨率低照度彩轉(zhuǎn)黑攝像機，可進行晝夜連續(xù)監(jiān)控，夜間最遠可發(fā)現(xiàn)3500-4000米處的人物活動、車輛、設(shè)施等目標；實現(xiàn)白天彩色監(jiān)視、夜間在全黑的環(huán)境下同樣監(jiān)視的目的。應用領(lǐng)域森林防火、機場跑道、城市高空瞭望、國土資源保護、油田防盜、港口碼頭、航道、鐵路運輸、環(huán)境監(jiān)控、邊防、漁政管理、海上養(yǎng)殖、水利防汛、海事搜救、濕地保護遠程視頻監(jiān)控等晝夜連續(xù)監(jiān)控的場所。產(chǎn)品特點u最高分辨率可達1.3M(1280960),可輸出HD 720p實時圖像u采用先進的視頻壓縮技術(shù),壓縮比高,且處理非常靈活，帶透霧功能。u配備

13、高清晰的紅外熱像儀，先進的圖像處理技術(shù)輸出高質(zhì)量的圖像，同使具有可選的智能報警功能。像素384288，確保用戶可以再全黑、霧、煙、沙塵等天氣情況下能夠看到更多細節(jié)和更小的目標。u激光輔助光源，配合熱像儀，使白夜無差別。u水平360無限位旋轉(zhuǎn)，使監(jiān)控無死角；u垂直角度-45+45，使視野更寬廣；u具有慢啟動及過熱、過流、過壓等多重保護功能；u智能溫控系統(tǒng)、防水、散熱設(shè)計，保證設(shè)備長期穩(wěn)定工作，使用壽命20000小時以上。技術(shù)參數(shù)說明激光功率10W激光波長808nm / 940nm 可選激光角度0.220焦距鏡頭30-750mm 熱成像20-100mm連續(xù)變焦靶面尺寸1/3 SONY Progressive Scan CCD有效像素130萬最低照度彩色：0.1Lux (F1.2，AGC ON)黑白：0.01Lux (F1.2，AGC ON)旋轉(zhuǎn)范圍水平角度 360無限位，垂直角度-45+45旋轉(zhuǎn)速度水平0.0130s、垂直0.0115s預置位80網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP/RTSP,PPPoE,SMTP,