森林防火智能監控系統方案
閱讀：6716發布時間：2011-8-10
隨著世界林業的不斷發展，林地面積、旅游景區逐年增加，同時也發展了大量的旅游景區，帶動了地方的經濟發展，森林防火工作是首要任務。
森林火災是林業生產及人民群眾生命財產安全的重大威脅之一，森林防火在林業生產中具有重要作用。深圳華中信息技術有限公司自主研發的森林防火監控識別系統,針對不同地區的森林現狀通過監控管理指揮中心系統、無線傳輸系統、攝像機和鏡頭系統、云臺控制系統、視頻編解碼系統能有效地對即將發生的或者已經發生的火情進行預判和辨別，并能夠及時地進行火警預報，報警同時，即可判明火點位置并標注在GIS系統上和三維圖上，結合氣象信息，可提供火勢蔓延的動態預測，為撲救火決策提供輔助支持，大大降低了工作人員的工作勞動強度，提高了防火、救火決策的科學性和準確性，實現了林業防火工作業務的數字化、網絡化、可視化和自動化，實現信息的規范管理和共享。
深圳華中信息技術有限公司根據林業目前的特點研發了透霧激光夜視煙霧火苗智能監控系統和風光互補發電系統。解決林區面積廣、海拔高、環境復雜、山頂沒有電源，布線困難、普通的監控不能實現，原來都是在山頂建設一個人力了望臺，工作人員上山困難、一到晚上氣候冷，看不遠,原來發現火情大部分是已經燒大了才可以看見、給林業管理帶來很多困難，，作為專業研發生產無線數字監控傳輸系統的廠家，很榮幸能有機會為此項目提供全面解決方案。
本方案是以用戶監控系統建設的需求為基礎，供有關領導和工程技術專家參考和審閱。
產品特點：
1）煙火識別系統與視頻監控管理相結合，實現煙火的智能識別與快速報警；
2）防火手持系統與導航位置服務相結合，實現撲救人員的定位與管理調度；
3）遙感圖像處理與地理信息系統相結合，實現三維的逼真瀏覽與可視化分析；
4）火勢蔓延分析與撲救指揮管理相結合，實現防火決策的準確性與實效性；
5）視頻錄像管理與數據庫更新相結合，實現特定時段的視頻回放與記錄查詢。
1煙火自動識別
根據攝像機捕捉的圖像，采用煙火智能識別算法，對當前火情進行自動識別。監測到火情后，系統鎖定云臺，由當前瞭望塔的高度、云臺的方位、攝像機的焦距等相關信息，依據公式推算出發生火災的位置。
根據煙火識別算法的特點，對同一視域的單幀圖像的火情識別比較容易，但準確率較差。我公司在多個項目的積累中尋求技術的不斷創新，通過對火、煙的顏色、形狀、顏色分布、輪廓以及紋理等多種因素的分析，并針對森林火災與煙霧、云等干擾因素在光譜特征、空間幾何特征上的差異，綜合運用圖像處理方法和各種算法并行計算，能夠實現對多幀圖像的火情識別，準確率較高。
2人員定位監控
在撲救指揮管理中，相關部門為實時掌握消防人員的地理位置和行進路線，可通過該系統進行消防人員及車輛的定位監控，以便快速掌握撲火進程，合理指揮調度，利于撲火工作的順利、快速開展。人員定位監控模塊由服務器端和手持端兩部分組成。
1）撲救車輛配備車載GPS，撲救人員配備手持GPS；
2）利用GPS跟蹤系統，實時查詢撲救人員的地理位置；
3）利用位置服務平臺，綜合應用人員定位信息；
4）客戶端中大屏幕上實時顯示撲救車輛和撲救隊伍的行進路線；
5）保存人員定位歷史軌跡，利于查詢；
6）回放任意時段、任意GPS的移動軌跡，利于輔助決策。
3三維動態顯示
三維可視化平臺軟件是一個三維場景的展示平臺，提供三維數字地球模型和三維地形模擬模型，支持對海量地形模型和影像進行三維可視化顯示，支持三維地物模型的疊加顯示及三維漫游操作，顯示由林區地形地物組成的場景。
三維主要功能：
1）DEM數據、紋理數據載入；
2）點、線、面矢量疊加顯示；
3）添加標注、標簽；
4）三維飛行路徑設置；
5）植被遙感數據的加載；
6）*的模型編輯庫功能；
7）多種三維分析功能。
8）查詢火點周圍的河流、道路分布情況及測量河流、道路等相關地物；
9）查詢距火點的距離、角度、火點所在位置的高程值及坡度等地形情況；
10）疊加林相圖、遙感影像圖等，進行綜合分析；
11）根據等高線、高程點等矢量數據，生成三維高程模型（DEM）；
12）模擬直升飛機在火場上空飛行，真實地反應火點周圍的山形地勢；
13）結合資源、氣象等信息，預測火情發展趨勢。
4火情動態監測
視頻瀏覽和錄像結合，默認為3x3窗口同時顯示9個攝像頭視頻預覽，可在平鋪模式與放大模式間相互切換。
5火情蔓延分析
根據各種條件按照燃燒時間在地圖上進行林火動態模擬，通過模型動態計算并自動生成火情發展蔓延的預測效果。
通過模型預測效果，對火勢利用漸進的紅色進行疊加渲染，能夠清晰準確的模擬著火區域，對著火過程、著火地形一目了然，使指揮人員在辦公室即可看到未來一段時間內林火發展蔓延的趨勢和情況，供撲救指揮參考。
6撲救指揮管理
林業火災撲救指揮子系統工作在各級防火辦內網的客戶機上，并連有GPS信息接收設備，將林業火場和撲火隊伍的動態顯示，并根據火災地區的地形、生態、天氣情況應用科學的分析模型對火災蔓延情況做出預測，以實現遠程指揮。
1）火點快速定位
2）顯示滅火資源
3）*路徑分析
4）情況標繪
5）遠程指揮調度
利用3S技術和視頻監控技術進行林火區域定位，并利用其它林火監測系統（如上級防火網絡、了望臺、地面巡護人員與公眾報警等），得到火場詳細位置信息，撲火隊伍和車輛的位置信息、行進軌跡信息，為林火監測、林火指揮撲救提供決策依據。
7防火輔助決策
1）防火預案管理：實現各級各類預案的數字化管理和動態更新維護，方便建立本地區的數字化預案體系，為防火輔助決策提供決策支持。
2）防火資源管理：森林防火行政區劃圖管理、林業施業區圖管理、森林防火設施圖管理和撲火力量分布圖管理等，支持防火設施規劃建設和宏觀管理，利于撲火調度指揮。
3）熱點信息的獲取與指揮：接收視頻監測、衛星監測、氣象監測信息和群眾報告等。
4）信息的查詢與分析：查找zui近撲火隊伍、查找可行路徑、zui近水源查找等信息。
5）火險等級分析：生成不同時段森林氣象火險區劃圖，供用戶調閱、查詢和控制火險區空間和其屬性信息。
6）疊加分析：疊加遙感影像圖、矢量圖、地形圖等進行決策分析。
7）定位分析：火情定位、GPS定位跟蹤和衛星熱點定位。
8災損評估管理
系統針對林火后進行損失評估及檔案整理，可通過過火范圍手動繪制和GPS點導入繪制，自動計算過火面積、過火日期、過火時間等，并根據林相圖計算出森林資源損失，供決策部門參考。
9設施資源管理
1）防火隔離帶管理；
2）防火預備方案；
3）聯防區域管理；
4）瞭望臺管理；
5）交通道路管理；
6）撲火設備及物資管理；
7）計劃燒除管理。
10空間數據管理
空間數據管理提供不同柵格和矢量數據的海量空間數據的存儲和管理服務。
1）空間數據的轉入與轉出：對不同格式的數據進行數據的轉換，以便能夠導入到系統中；
2）空間和屬性數據的出庫和入庫：把遙感影響和矢量數據導入到數據庫中或者從數據庫中導出；
3）空間和屬性數據的圖庫管理：利用數據庫的管理方式管理影像數據和屬性數據；
4）用戶管理：對訪問數據的用戶進行管理，例如訪問數據庫的權限管理；
5）備份和恢復：能夠對數據庫的數據進行備份，防止數據庫損壞導致數據流失。
11氣象監控
從氣象監測站中獲取溫度、濕度、氣壓、風向、風速等氣象數據，根據氣象數據、林相數據、基礎地理數據生成火險指數圖，劃分火險等級，并生成火險等級圖。
氣象監測數據在發生火災時，為火勢蔓延預測提供重要的氣象依據。
12衛星監控
利用遙感衛星數據，獲取熱點信息定位，實施衛星遙感監控，及時對林業資源時空序列、空間分布規律和動態變化過程做出反應，為科學地監測林地資源的變化、查找林地增減原因、掌握征占林地的用途和林業地資源消長提供依據。
13遙感圖像處理
遙感數據處理功能齊全，包括：遙感圖像輸入輸出和顯示功能、遙感影像校正與配準、影像融合、圖像增強、圖像運算、圖像鑲嵌與裁剪、投影轉換和遙感信息統計等。
14地理信息管理
1）符號編輯
2）編輯工具
a）編輯工具：添加、刪除或修改等；
b）編輯對象：點、線、多邊形、文字注記等；
c）編輯多個圖層數據；
d）支持地理空間數據和屬性數據的同步處理。
3）專題圖制作
系統提供各種符合國家及行業標準的專業制圖工具：等間距分級顯示、*值分類顯示、圖表化顯示、點密度圖例顯示、TIN圖例顯示
4）二次開發
系統提供強大的二次開發功能模塊。
15森林資源綜合管理
1）森林資源監測
利用遙感設備接收衛星遙感資料，通過校正、匹配、分類等遙感影像處理方法制作遙感影像圖，與林業巡護員、生態監測站等對資源調查的報告結合，可以對森林資源的消長變化、動物生存環境變化、生態環境變化、等進行有效、實時的監測，形成一套有效的監測體系。為森林資源檔案更新、生態公益林規劃、自然保護區規劃等提供輔助。
2）森林資源更新
建立森林資源連續清查和二類調查數據庫管理機制，完善森林資源檔案，并根據實際經營活動情況及生長模型及時更新數據。包括重新勾繪小班邊界生成新的小班，以及小半卡數據錄入等功能。
3）自然保護區管理
根據遙感影像、基礎地形圖以及地面GPS測量點，制作瀕危動植物分布圖、坡向圖、坡度圖等，制作自然保護區邊界圖、自然保護區規劃圖。利用GIS的地學分析功能來標繪動植物的垂直、水平分布。
4）生態公益林監測
將基礎地形圖、遙感影像、林相圖疊加，利用GIS地學分析、專業模型與專家模型，規劃生態公益林、制定造林方案、森林撫育方案、森林間伐方案，并可根據林木的生長模型預測森林的生長趨勢、估算林木蓄積。
5）林地征用審批
輸入征用林地邊界的坐標對序列，自動生成征用土地的多邊形，并和森林資源分布圖進行疊加顯示。自動計算征地面積，將被征用土地的多邊形與森林資源分布圖進行疊加空間分析，切割出被占用的林地，自動統計征用地的坡樹種、林種、蓄積、面積、樹高、株數等因子，作為計算征地補償的可靠依據。
16病蟲害監測
根據基礎地形圖、遙感影像、林相圖以及森林巡護員的報告、市民報告制作“森林病蟲害分布圖”；并利用GIS的分析功能和專家知識庫輔助制作“病蟲害的蔓延趨勢圖”和制定“病蟲害防治方案”；根據確定的受災范圍和林相圖疊加分析，并自動統計受災面積、受災的林種等病蟲害災后損失評估等功能。
17WebGIS信息發布
基于開放網絡和通行標準的林業GIS系統，信息發布子系統主要把林業資源、造林綠化成果、林業法律法規、違法案件處理、林業科技、林業機構等信息通過Internet向公眾發布。查詢結果以圖形、圖像、視頻、3D等形式返回給用戶，實現信息的資源共享。
18日常辦公管理
將日常辦公系統和地圖查詢技術集成，并基于同一數據庫實現日常業務報表、火災火情報表和防火業務報表等自動傳送和自動統計，真正實現OA和GIS技術的一體化，為防火指揮各級領導和工作人員提供圖文一體化的基于B/S結構的協同工作應用環境。
