1.森林火監(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，火工作成為要任務。森林火須貫徹“為主，積撲救”的方針，真正做到早發(fā)現，早解決。目前，基于無線網絡技術的遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，已廣泛應用于森林火監(jiān)控領域。

森林火遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，由森林火指揮部監(jiān)控中心、無線傳輸系統(tǒng)，以及前端采集點構成。

前端采集點，一般設置在林區(qū)各消瞭望塔制高點上。包括彩轉黑低照度全天候透霧攝像機、長焦距電動變焦鏡頭、數字回顯云臺、網絡視頻編碼器。各監(jiān)控點通過無線傳輸系統(tǒng)，將圖像傳輸到監(jiān)控中心，無線網絡基站由無線網橋和天饋系統(tǒng)構成；監(jiān)控中心通過無線監(jiān)控系統(tǒng)，不可以獲得的、清晰的、可錄制并回放的多畫面現場實時圖像，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據回傳，結合GIS系統(tǒng)可以實現火災發(fā)生點的定位；前端設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、溫濕度等數據，為森林火指揮提供有力數據信息；滿足當前森林火的各種要求。

1.2 國際通常森林火技術 

國際上現有的森林火報警技術： 

德國：FIRE-WH森林火災自動預警系統(tǒng) 

德國投入使用的FIRE-WH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，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，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150℃～200℃，波長達3.7微米時，便是火災前兆，立即測定具體溫度，采取措施及時火。同時，加拿大林區(qū)采用多架配備的直升飛機輪流監(jiān)測森林火災，飛行費每小時需5000-6000加元。 

國外的技術有的雖然，但需要借助高空衛(wèi)星，且施工太復雜；有的技術方案基礎實施投資太大，多達幾十萬美元，投入成本過高，這些滿足我國森林資源監(jiān)測的實際需要。 

1.3 國內采用的監(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，深入了望臺觀測的角進行巡邏。對來往人員及車輛，野外生產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，火情，它的優(yōu)點是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足：是無生活條件的偏遠林區(qū)不能設了望臺；它的觀察效果受地形地勢的限制，覆蓋面小，有角和空白，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驗來觀測的方法，準確率低，誤差大。另外了望員人身受雷電、野生動物、森林等的威脅。

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)展能做到觀察，可及時采取措施。但也存在著不足：夜間、大風天氣、陰天能見度較低時起飛，同時巡視受航線、時間的限制，而且觀察范圍小，只能對某一林區(qū)進行觀察，如觀察時機，當日的森林火災也觀察不到，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)星數字資料估算過火面積。它探測范圍廣、搜集數據快、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2小時內應反饋核查情況和結果；衛(wèi)星遙感監(jiān)控森林火的其不足是：

1. 熱點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“森林火數字化監(jiān)控預警系統(tǒng)”可以實現快速、準確、實時的監(jiān)控林火情況，配合林政管理、生態(tài)建設管理及林業(yè)活動等功能實現各種管理。

2.本方案的特點優(yōu)勢

“森林火及林業(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，實現了林區(qū)管理數字化、科學化，大大減少了林業(yè)部門的費用支出和管理成本，了林區(qū)企業(yè)的效應。 

該系統(tǒng)特點有： 

l 數字回顯云臺結合GIS，火點經緯度定位。 

l 林火自動識別系統(tǒng)，實現火情自動報警。 

l 納米波濾光技術穿透煙霧，清晰成像。 

l 短信發(fā)布火情信息，及時。 

l 野外設備盜報警系統(tǒng)，設備丟失和人為破壞。 

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.本方案實現的主要功能

“森林火及林業(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)控中心可觀測到范圍內的森林、道路、人員等實況圖像，系統(tǒng)可進行錄像；若遇異常情況，工作人員可及時將攝像機從自動狀態(tài)下轉為手動狀態(tài)，并對有關目標進行跟蹤、定位、放大，以便更加仔細地進行觀測。

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。圖像中同時包括相關數字信息如坐標,時間等；

2) 數字圖像可以通過無線通訊和計算機網絡實現遠程傳輸；

3) 視頻圖像進行錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放；

4) 采用野外重載數字回顯云臺，具有實時回顯位置信息功能；電動可焦距鏡頭配備遠程可控濾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；可以通過操作鍵盤或監(jiān)控軟件控制云臺和鏡頭；

5) 通過現有設置的監(jiān)測點,實現整個有林面積的范圍95%以上；

6) 系統(tǒng)性高，采用人員身份、訪問控制功能和審核功能等方式系統(tǒng)；

7) 查詢簡便性：采用時間流設計，可由時間、日期、前端采集點完成資料檢索；

8) 無線傳輸模式，方便與其他火中心及其他森林火管理相關部門連接；

9) 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，或將損失降低；

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，可及時告警并聯動報警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發(fā)現火情及火點位置；

11) GIS管理系統(tǒng)：以電子地圖為基礎,實現地圖基本操作功能,實現對森林火災的分析預報,森林火工作的動態(tài)管理，為火提供直觀的規(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字云臺回傳的位置數據，通過建立特定的位置轉換數學模型，實現定位功能。同時，系統(tǒng)具備實現人工定位功能。

13) 輔助決策功能：GIS信息系統(tǒng)提供近撲火隊前往火情點短路徑以及通往現場的主要道路和通行能力,提供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,系統(tǒng)不間斷供電；

15) 雷系統(tǒng):系統(tǒng)要有的雷保障措施,系統(tǒng)能夠運行；

16) 系統(tǒng)配置設備網絡管理系統(tǒng)，實現對各類設備的綜合網絡管理。

4.產品技術應用

深圳紫光積陽科技有限公司

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、像素鏡頭、像素攝像機、熱像儀和高數字云臺，通過科學、的手段而成，具有背景反差好、成像清晰、使用高分辨率低照度彩轉黑攝像機，可進行晝夜連續(xù)監(jiān)控，夜間遠可發(fā)現 3500-4000米處的人物活動、車輛、設施等目標；實現白天彩色、夜間在全黑的環(huán)境下同樣的目的。

應用領域

森林火、機場跑道、城市高空瞭望、國土資源保護、油田盜、港口碼頭、航道、鐵路運輸、環(huán)境監(jiān)控、邊、漁政管理、海上養(yǎng)殖、水利汛、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。

產品特點

u分辨率可達1.3M(1280×960), 可輸出HD 720p實時圖像

u采用的視頻壓縮技術,壓縮比高,且處理靈活，帶透霧功能。

u 配備高清晰的紅外熱像儀，的圖像處理技術輸出高質量的圖像，同使具有可選的智能報警功能。像素384×288，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，使監(jiān)控；

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)、水、散熱設計，設備長期穩(wěn)定工作，使用壽命 20000 小時以上。