森林防火智能监控系统方案

　　随着世界林业的不断发展，林地面积、旅游景区逐年增加，同时也发展了大量的旅游景区，带动了地方的经济发展，森林防火工作是首要任务。
　　
　　森林火灾是林业生产及人民群众生命财产安全的重大威胁之一，森林防火在林业生产中具有重要作用。深圳华中信息技术有限公司自主研发的森林防火监控识别系统,针对不同地区的森林现状通过监控管理指挥中心系统、无线传输系统、摄像机和镜头系统、云台控制系统、视频编解码系统能有效地对即将发生的或者已经发生的火情进行预判和辨别，并能够及时地进行火警预报，报警同时，即可判明火点位置并标注在GIS系统上和三维图上，结合气象信息，可提供火势蔓延的动态预测，为扑救火决策提供辅助支持，大大降低了工作人员的工作劳动强度，提高了防火、救火决策的科学性和准确性，实现了林业防火工作业务的数字化、网络化、可视化和自动化，实现信息的规范管理和共享。
　　
　　深圳华中信息技术有限公司根据林业目前的特点研发了透雾激光夜视烟雾火苗智能监控系统和风光互补发电系统。解决林区面积广、海拔高、环境复杂、山顶没有电源，布线困难、普通的监控不能实现，原来都是在山顶建设一个人力了望台，工作人员上山困难、一到晚上气候冷，看不远,原来发现火情大部分是已经烧大了才可以看见、给林业管理带来很多困难，，作为专业研发生产无线数字监控传输系统的厂家，很荣幸能有机会为此项目提供全面解决方案。
　　
　　本方案是以用户监控系统建设的需求为基础，供有关领导和工程技术专家参考和审阅。
　　
　　产品特点：
　　
　　1）烟火识别系统与视频监控管理相结合，实现烟火的智能识别与快速报警；
　　
　　2）防火手持系统与导航位置服务相结合，实现扑救人员的定位与管理调度；
　　
　　3）遥感图像处理与地理信息系统相结合，实现三维的逼真浏览与可视化分析；
　　
　　4）火势蔓延分析与扑救指挥管理相结合，实现防火决策的准确性与实效性；
　　
　　5）视频录像管理与数据库更新相结合，实现特定时段的视频回放与记录查询。
　　
　　1烟火自动识别
　　
　　根据摄像机捕捉的图像，采用烟火智能识别算法，对当前火情进行自动识别。监测到火情后，系统锁定云台，由当前瞭望塔的高度、云台的方位、摄像机的焦距等相关信息，依据公式推算出发生火灾的位置。
　　
　　根据烟火识别算法的特点，对同一视域的单帧图像的火情识别比较容易，但准确率较差。我公司在多个项目的积累中寻求技术的不断创新，通过对火、烟的颜色、形状、颜色分布、轮廓以及纹理等多种因素的分析，并针对森林火灾与烟雾、云等干扰因素在光谱特征、空间几何特征上的差异，综合运用图像处理方法和各种算法并行计算，能够实现对多帧图像的火情识别，准确率较高。
　　
　　2人员定位监控
　　
　　在扑救指挥管理中，相关部门为实时掌握消防人员的地理位置和行进路线，可通过该系统进行消防人员及车辆的定位监控，以便快速掌握扑火进程，合理指挥调度，利于扑火工作的顺利、快速开展。人员定位监控模块由服务器端和手持端两部分组成。
　　
　　1）扑救车辆配备车载GPS，扑救人员配备手持GPS；
　　
　　2）利用GPS跟踪系统，实时查询扑救人员的地理位置；
　　
　　3）利用位置服务平台，综合应用人员定位信息；
　　
　　4）客户端中大屏幕上实时显示扑救车辆和扑救队伍的行进路线；
　　
　　5）保存人员定位历史轨迹，利于查询；
　　
　　6）回放任意时段、任意GPS的移动轨迹，利于辅助决策。
　　
　　3三维动态显示
　　
　　三维可视化平台软件是一个三维场景的展示平台，提供三维数字地球模型和三维地形模拟模型，支持对海量地形模型和影像进行三维可视化显示，支持三维地物模型的叠加显示及三维漫游操作，显示由林区地形地物组成的场景。
　　
　　三维主要功能：
　　
　　1）DEM数据、纹理数据载入；
　　
　　2）点、线、面矢量叠加显示；
　　
　　3）添加标注、标签；
　　
　　4）三维飞行路径设置；
　　
　　5）植被遥感数据的加载；
　　
　　6）*的模型编辑库功能；
　　
　　7）多种三维分析功能。
　　
　　8）查询火点周围的河流、道路分布情况及测量河流、道路等相关地物；
　　
　　9）查询距火点的距离、角度、火点所在位置的高程值及坡度等地形情况；
　　
　　10）叠加林相图、遥感影像图等，进行综合分析；
　　
　　11）根据等高线、高程点等矢量数据，生成三维高程模型（DEM）；
　　
　　12）模拟直升飞机在火场上空飞行，真实地反应火点周围的山形地势；
　　
　　13）结合资源、气象等信息，预测火情发展趋势。
　　
　　4火情动态监测
　　
　　视频浏览和录像结合，默认为3x3窗口同时显示9个摄像头视频预览，可在平铺模式与放大模式间相互切换。
　　
　　5火情蔓延分析
　　
　　根据各种条件按照燃烧时间在地图上进行林火动态模拟，通过模型动态计算并自动生成火情发展蔓延的预测效果。
　　
　　通过模型预测效果，对火势利用渐进的红色进行叠加渲染，能够清晰准确的模拟着火区域，对着火过程、着火地形一目了然，使指挥人员在办公室即可看到未来一段时间内林火发展蔓延的趋势和情况，供扑救指挥参考。
　　
　　6扑救指挥管理
　　
　　林业火灾扑救指挥子系统工作在各级防火办内网的客户机上，并连有GPS信息接收设备，将林业火场和扑火队伍的动态显示，并根据火灾地区的地形、生态、天气情况应用科学的分析模型对火灾蔓延情况做出预测，以实现远程指挥。
　　
　　1）火点快速定位
　　
　　2）显示灭火资源
　　
　　3）*路径分析
　　
　　4）情况标绘
　　
　　5）远程指挥调度
　　
　　利用3S技术和视频监控技术进行林火区域定位，并利用其它林火监测系统（如上级防火网络、了望台、地面巡护人员与公众报警等），得到火场详细位置信息，扑火队伍和车辆的位置信息、行进轨迹信息，为林火监测、林火指挥扑救提供决策依据。
　　
　　7防火辅助决策
　　
　　1）防火预案管理：实现各级各类预案的数字化管理和动态更新维护，方便建立本地区的数字化预案体系，为防火辅助决策提供决策支持。
　　
　　2）防火资源管理：森林防火行政区划图管理、林业施业区图管理、森林防火设施图管理和扑火力量分布图管理等，支持防火设施规划建设和宏观管理，利于扑火调度指挥。
　　
　　3）热点信息的获取与指挥：接收视频监测、卫星监测、气象监测信息和群众报告等。
　　
　　4）信息的查询与分析：查找zui近扑火队伍、查找可行路径、zui近水源查找等信息。
　　
　　5）火险等级分析：生成不同时段森林气象火险区划图，供用户调阅、查询和控制火险区空间和其属性信息。
　　
　　6）叠加分析：叠加遥感影像图、矢量图、地形图等进行决策分析。
　　
　　7）定位分析：火情定位、GPS定位跟踪和卫星热点定位。
　　
　　8灾损评估管理
　　
　　系统针对林火后进行损失评估及档案整理，可通过过火范围手动绘制和GPS点导入绘制，自动计算过火面积、过火日期、过火时间等，并根据林相图计算出森林资源损失，供决策部门参考。
　　
　　9设施资源管理
　　
　　1）防火隔离带管理；
　　
　　2）防火预备方案；
　　
　　3）联防区域管理；
　　
　　4）瞭望台管理；
　　
　　5）交通道路管理；
　　
　　6）扑火设备及物资管理；
　　
　　7）计划烧除管理。
　　
　　10空间数据管理
　　
　　空间数据管理提供不同栅格和矢量数据的海量空间数据的存储和管理服务。
　　
　　1）空间数据的转入与转出：对不同格式的数据进行数据的转换，以便能够导入到系统中；
　　
　　2）空间和属性数据的出库和入库：把遥感影响和矢量数据导入到数据库中或者从数据库中导出；
　　
　　3）空间和属性数据的图库管理：利用数据库的管理方式管理影像数据和属性数据；
　　
　　4）用户管理：对访问数据的用户进行管理，例如访问数据库的权限管理；
　　
　　5）备份和恢复：能够对数据库的数据进行备份，防止数据库损坏导致数据流失。
　　
　　11气象监控
　　
　　从气象监测站中获取温度、湿度、气压、风向、风速等气象数据，根据气象数据、林相数据、基础地理数据生成火险指数图，划分火险等级，并生成火险等级图。
　　
　　气象监测数据在发生火灾时，为火势蔓延预测提供重要的气象依据。
　　
　　12卫星监控
　　
　　利用遥感卫星数据，获取热点信息定位，实施卫星遥感监控，及时对林业资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程做出反应，为科学地监测林地资源的变化、查找林地增减原因、掌握征占林地的用途和林业地资源消长提供依据。
　　
　　13遥感图像处理
　　
　　遥感数据处理功能齐全，包括：遥感图像输入输出和显示功能、遥感影像校正与配准、影像融合、图像增强、图像运算、图像镶嵌与裁剪、投影转换和遥感信息统计等。
　　
　　14地理信息管理
　　
　　1）符号编辑
　　
　　2）编辑工具
　　
　　a）编辑工具：添加、删除或修改等；
　　
　　b）编辑对象：点、线、多边形、文字注记等；
　　
　　c）编辑多个图层数据；
　　
　　d）支持地理空间数据和属性数据的同步处理。
　　
　　3）专题图制作
　　
　　系统提供各种符合国家及行业标准的专业制图工具：等间距分级显示、*值分类显示、图表化显示、点密度图例显示、TIN图例显示
　　
　　4）二次开发
　　
　　系统提供强大的二次开发功能模块。
　　
　　15森林资源综合管理
　　
　　1）森林资源监测
　　
　　利用遥感设备接收卫星遥感资料，通过校正、匹配、分类等遥感影像处理方法制作遥感影像图，与林业巡护员、生态监测站等对资源调查的报告结合，可以对森林资源的消长变化、动物生存环境变化、生态环境变化、等进行有效、实时的监测，形成一套有效的监测体系。为森林资源档案更新、生态公益林规划、自然保护区规划等提供辅助。
　　
　　2）森林资源更新
　　
　　建立森林资源连续清查和二类调查数据库管理机制，完善森林资源档案，并根据实际经营活动情况及生长模型及时更新数据。包括重新勾绘小班边界生成新的小班，以及小半卡数据录入等功能。
　　
　　3）自然保护区管理
　　
　　根据遥感影像、基础地形图以及地面GPS测量点，制作濒危动植物分布图、坡向图、坡度图等，制作自然保护区边界图、自然保护区规划图。利用GIS的地学分析功能来标绘动植物的垂直、水平分布。
　　
　　4）生态公益林监测
　　
　　将基础地形图、遥感影像、林相图叠加，利用GIS地学分析、专业模型与专家模型，规划生态公益林、制定造林方案、森林抚育方案、森林间伐方案，并可根据林木的生长模型预测森林的生长趋势、估算林木蓄积。
　　
　　5）林地征用审批
　　
　　输入征用林地边界的坐标对序列，自动生成征用土地的多边形，并和森林资源分布图进行叠加显示。自动计算征地面积，将被征用土地的多边形与森林资源分布图进行叠加空间分析，切割出被占用的林地，自动统计征用地的坡树种、林种、蓄积、面积、树高、株数等因子，作为计算征地补偿的可靠依据。
　　
　　16病虫害监测
　　
　　根据基础地形图、遥感影像、林相图以及森林巡护员的报告、市民报告制作“森林病虫害分布图”；并利用GIS的分析功能和专家知识库辅助制作“病虫害的蔓延趋势图”和制定“病虫害防治方案”；根据确定的受灾范围和林相图叠加分析，并自动统计受灾面积、受灾的林种等病虫害灾后损失评估等功能。
　　
　　17WebGIS信息发布
　　
　　基于开放网络和通行标准的林业GIS系统，信息发布子系统主要把林业资源、造林绿化成果、林业法律法规、违法案件处理、林业科技、林业机构等信息通过Internet向公众发布。查询结果以图形、图像、视频、3D等形式返回给用户，实现信息的资源共享。
　　
　　18日常办公管理
　　
　　将日常办公系统和地图查询技术集成，并基于同一数据库实现日常业务报表、火灾火情报表和防火业务报表等自动传送和自动统计，真正实现OA和GIS技术的一体化，为防火指挥各级领导和工作人员提供图文一体化的基于B/S结构的协同工作应用环境。