森林防火监控系统的简介
マジックb4
　　林火灾是世界性的林业重要灾害之一,每年都有一定数量的发生,造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染.森林火灾具有突发性、灾害发生的随机性、短时间内能造成巨大损失的特点.　　针对我国森林面积覆盖的实际情况,深圳紫光积阳科技公司推出一套切实可行的完整解决方案,利用高科技手段提高森林防火救灾监控的管理水平.由于林区地形条件很复杂,不适用通常的有线传输模式,本方案将采用无线网络结合有线网络传输系统,将远端的实时画面传到森林防火监控指挥中心,监控中心指挥人员可通过监视器看到林区现场的时实连续画面,一方面不仅减少了护林工作人员的巡山次数,另一方面还可为林区的防火防虫灾工作提供强有力的保证.在森林火灾发生时,通过该系统能第一时间掌握火情,不仅为现场防火指挥工作提供决策依据,而且更重要是为指挥抢险救灾工作争取宝贵的时间,将森林火灾带来的损失减少到最小,不但保护了国家森林资源也减少了森林火灾对大气环境的影响.　　1
需求分析　　森林防火监控系统应具备六大特点：1监控范围大；2全天候监控；3无线传输；4风光互补供电（阴雨天最少保证24小时）；5避雷接地安全可靠；6前端设备工作状态中心监控.　　1.
监控点的选择,首先摄像机应安装在森林制高点,要求视野宽、无障碍、监控面大,尽量少设监控点,并尽可能使得每个监控点监控覆盖的森林面积最大,如无法回避有死角,可增加监控点.　　2.
监控点要全天候工作,这就需要选择摄像机时应选用红外敏感型彩色转黑白摄像机；镜头应选用日夜两用型镜头,并且3KM外能看清人物活动；云台要求选用螺杆传动的室外一体化云台,为了减少远距离图像的抖动,摄像机的安装也要确保牢固稳定.　　3.
由于森林防火监控自身的特点,传输方式不可能全部采用有线或光缆.因此应考虑无线网络结合有线网络的方式,无线传输方式施工方便,图像实时传输、清晰,并且可根据传输距离的远近、现场自然条件的不同,其功率的大小可以按要求配制.　　4.
风光互补供电系统是森林防火监控系统重点,它的性能优劣将直接决定森林防火监控前端系统的成败.首先,要选择专业的风光互补公司的产品,其次,供电系统能保证在阴雨天,能给每一个监控点的前端所有设备提供24小时的电力.　　5.
森林防火监控系统的软肋是前端的避雷与接地,前端设备的避雷与接地直接影响整个工程的安全性和可靠性,忽视了避雷与接地将会给用户带来巨大的的损失,避雷原则是所有设备都要安装在避雷针的保护范围之内,接地电阻不大于10欧姆.　　6.
由于整个监控前端设备地处深山,维护极为不便,所以中心要是能随时掌握前端设备的工作状态,对维护将起到重要的指导分析作用,一方面降低了整个系统维护工作的强度和费用,另一方面也保护了用户的利益.　　2
系统功能　　l
监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像；　　l
数字图像可以通过无线网络和计算机网络实现远程传输；　　l
所有视频图像进行全程录像存储,并可以对以往的历史图像进行查询和回放.满足15*24小时存储；　　l
采用野外重载云台,具有实时回显位置信息功能；同时配备电动可变长焦距镜头和低照度高清晰摄像机；可以通过专用操作键盘或监控　　l
软件控制云台和镜头；　　l
通过现有设置的监测点,实现整个有林面积的监视范围达到95%以上；　　l
系统安全性高,采用人员身份认证、访问控制功能和审核功能等方式保证系统安全可靠；　　l
查询简便性：采用时间流设计,可由时间、日期完成资料检索；　　l
完全数字化传输模式,方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接；　　l
电源系统:电源供给在全天候的环境下,保证系统不间断供电；　　l
防雷系统:系统要有安全的防雷保障措施,确保系统能够安全运行；　　以下功能需要结合其他设备、系统来实现,建议二期考虑：　　l
防盗告警,在监控点装置三鉴探测器,有盗窃入侵时监控中心告警,保护用户投资,或将损失降低；　　l
火情识别报警：当监控摄像机扑捉到林火时,由值班人员确认火情及火点位置,通过短信平台发布报警信息；　　l
GIS管理系统：实现GIS系统与采集点监控摄像机实时联动,以便监控人员实时掌握监控位置电子地图为基础,实现地图基本操作功能,实现对森林防火工作的动态管理,为防火提供直观的规划和决策支持；　　l
火灾定位功能：利用前端采集系统中的云台,在地理信息系统里将每一个监控点进行地址编码,同时将每一个监控点的坐标直接落实在电子地图上,这样地理信息系统一旦接收到特定编码的数字云台回传的位置数据,通过建立特定的位置转换数学模型,实现定位功能.同时,系统具备实现人工定位功能；　　l
辅助决策功能：GIS信息系统提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力,提供防火隔离带的位置及赶赴火场的时间等重要信息　　深圳紫光积阳科技有限公司
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权威解读：《森林防火视频监控系统技术规范》
LY/T 《森林防火视频监控系统技术规范》（以下简称&标准&）经过全国森林消防标准化技术委员会和编制组及相关单位两年的不懈努力，于2016年1月18日由国家林业局颁布，于2016年6月1日正式实施。该标准由国家森林防火指挥部办公室提出，全国森林消防标准化技术委员会（SAC/TC 523 ）归口。&标准&实施将对全国林业视频防火的信息化建设有着深远影响。
制订背景：设备参差不齐行业规范待提升
目前市场上的森林防火视频监控系统软件功能多样，硬件设备参差不齐，无统一设计、生产及应用标准。影响了全国森林防火视频监控系统建设的统一性和业务适用性，给未来全国森林防火视频监控系统互联互通带来了障碍，同时随着高清视频传输、图像识别处理等新技术的引入，可使森林防火视频监控系统性能得到有效提升。行业标准的制订将会加快科技成果的扩散，规范市场竞争秩序。
产品发展：三个阶段逐步走向成熟
森林防火视频监控系统已是我国森林防火预防监测的重要手段之一，它的发展历经了三个阶段逐步走向成熟。
第一阶段：使用传统城市安防视频监控产品，指挥中心采取人工视频查看方式。这种方式监控范围小，图像模糊，系统不能进行识别和定位，完全依赖人工查看，仅仅解决了&看&的问题。
第二阶段：在第一阶段基础上，视频监控系统对云台的性能进行了提升，配备了简单的烟火识别算法功能，能够对火点进行初步定位。但系统仍存在着识别能力差、巡航时间长、火点定位误差大等问题，设备难以满足林区恶劣环境的要求，虽然&能用&但并不&好用&。
第三阶段：随着技术的发展，视频监控系统也同步进入了智能时代。新一代前端设备采用高精度球型转台及完备的智能烟火识别算法，缩短了设备巡航时间，提高了定位精度和识别能力，系统能够实现火情的&早期发现、准备报警、精准定位&。森林防火视频监控系统进入了&易用&和&好用&的阶段。
目前，森林防火视频监控产品品质不一，处于三个阶段的水准兼而有之。缘于此，《森林防火视频监控系统技术规范》实施，就此规范了行业技术标准，满足了森林防火&打早、打小、打了&的方针，对提升森林防火信息化水平具有重要意义。同时弥补了视频监控系统在森林防火应用中无技术标准的缺失，促进了森林防火视频监控系统建设工作的规范化和标准化。
指标解读；五项指标直指防火要害
巡航周期&&全监控区域巡航周期不大于30分钟
为尽早发现森林火情，给火灾扑救争取时间，研究认为：能够及时发现火情的最长时间不能超过30分钟。如果用于发现火情的时间过长，错过最佳扑救时机，会给森林资源造成更大的损失。从技术实现角度看，在森林防火应用中，以覆盖半径15公里为例，行业内部分设备厂商20分钟内即可完成有效识别。为此，&标准&巡航周期定义为30分钟较为适宜。
火情识别率&&漏报率不大于1&；万公顷日误报次数不大于3次
森林防火视频监控系统主要的功能是对烟、火准确有效的识别后进行报警。识别能力指标应满足：在对比度不小于10%时，可见光最小识别烟、火能力要求不大于10&10像素，红外热成像最小识别烟、火能力要求不大于2&2像素。目前智能识别技术的发展还未能做到&完美&，在火情识别时会存在漏报和误报现象，为兼顾现有技术水平，且能够满足森林防火业务需要，&标准&要求系统的漏报率不得高于1&。系统误报需满足值班人员可接受程度，为每万公顷日误报次数不大于3次。
定位精度&&定位误差不大于100 米
在森林火灾扑救过程中，尤其是火情发生在森林面积较大的区域，判断火点的准确位置，将会直接影响到指挥与扑救人员能否选择正确的扑火路径、合理调配周围扑火资源以及掌控最佳的扑火时间。原则上，对火点定位精度的要求是误差越小越好，但因定位精度受设备生产加工、工程安装、GIS误差等主要因素的限制，为此&标准&明确了定位精度优于100米的指标，这样既考虑到了实际应用效果，又照顾到了设备生产、实施难度及系统建设成本。
可见光和红外&&系统应具有可见光烟火自动识别能力；系统应具有红外烟火自动识别能力
目前，森林防火视频监控系统多采用可见光与非制冷红外双镜头设备监控方式。这种融合较为科学，主要是由于两种方式各有各自的特点。可见光系统具有图像清晰，分辨率较高，成本低的特点，与人眼视觉基本一致。白天监测距离远，对烟雾较敏感，通过对烟的识别，可早期发现火情。但是在浓雾、夜晚天气条件下，很难完成远距离对烟的识别。在高照度天气条件下，很难完成强光及火光的判别。非制冷红外热像仪对通视热源敏感，透雾能力优于可见光，夜间判断火能力较好。但是对烟的识别不敏感，监测距离较近，不论白天还是夜晚，都很难完成非通视条件下的火点监测。
为确保森林防火视频监控系统能全天候地完成森林防火监测与预警，系统宜配备可见光与红外热像仪融合使用，这样可以实现对烟火全天候地交叉确认识别。目前，有些设备厂商已做到了这一点，而且具备了识别算法前置、多光谱融合识别等能力。
前端监控设备防护安全&&整体防护等级不小于IP66；镜头、摄像机保护仓防护等级不小于IP67
林区自然环境恶劣复杂，经常遭受雨、雪、风沙等侵袭，要求前端监控设备整体防护等级必须达到IP66，方能完全防止灰尘、雨水等侵入设备，才不会影响设备的正常运行。镜头和相机是系统重要的视频采集设备，&标准&要求保护仓防护等级达到IP67，才能去除因温差变化造成的可见光视窗结露，同时可有效保护镜头和相机的工作环境，延长其使用寿命。
以上火情识别率、设备精度、巡航周期以及光学成像的这几项指标最为关键、相互制约。在系统工作时，没有很好的设备精度和良好的光学成像系统相结合使用为基础，再好的识别算法也很难体现出识别能力，无法支撑系统早期、准确发现火情。如不具备多维度融合识别能力的算法，再好的硬件设备也无法确保巡航周期达到要求，无法精准定位火点。因此，生产企业和防火部门在系统设计和使用时要综合考虑这些关键因素。
建设保障：确保投资效益和安全运营
由于我国森林面积广阔且大部分处于无人区，多数没有通信与供电系统。在森林防火视频监控系统建设过程中，传输、供电系统及工程基础建设的投资占比非常高，在充分保证监测覆盖范围的前提下，优先使用大半径的视频监控设备，将会减少建设投资成本及后期运营维护成本。同时使其能兼顾无线通信设备、无人机中继设备、小气象设备等设备的应用，提升监测站的运营安全性、智能化水平。提高系统的整体使用效益。
发展趋势：提升技术能力，展现更好前景
由于《森林防火视频监控系统技术规范》首次颁布实施，&标准&兼顾了当前的现实水平，为照顾更多的生产企业能够实现达标，&标准&兼顾了当前现实水平。。但可以预见，随着行业发展水平的提升，伴随着森林防火现代化推进步伐的不断加快，标准也会随形势不断提高。这里特别介绍一些目前在国内行业发展较为先进的产品和技术，与大家分享。
森林防火视频监控系统前端设备的工作环境与防海防工作环境相类似。边防海防的监控技术要求，在领域超过3km以上监控半径的应用时，要满足识别车辆与人等目标的定位精度及抗风能力要求，规定宜采用球型转台设备。因为球形结构任意方向的风载系数基本均等，受各方向风力影响最小，在相同风力环境下比云台式结构抗风能力更强。同时球型转台采用高精度伺服控制系统，相较于云台其转速更快，定位精度更高。因此建议森林防火视频监控前端设备可参考军工产品设计理念，提升技术整体应用能力。
智能图像识别算法结合高精度球型转台是保障火情准确识别、精准定位的关键。前端设备采用嵌入式识别算法，系统在识别算法运行的过程中，因为图像无需经过压缩和传输，质量无损，可极大提升识别能力。在带宽有限或网络传输中断的情况下，仍能在本地正常运行并监测火情，同时将火情报警信息存储于前端。另外，设备采用嵌入式硬件设计，简化了火情识别的硬件系统，使结构更加紧密，稳定性更高。由于前端嵌入式算法设计对生产厂商的研发技术能力要求非常高，目前行业内只有极少数厂商完成了此项技能的突破。纵观技术发展，算法前置是解决烟火识别准确度的关键所在，也是森林防火视频监控智能化演进的必经之路。
标准化设计
目前，全国的森林防火视频监控建设多以基层为中心，并未实现由县到市，市到省等多级系统联网。前端硬件的标准化、开放性和兼容性设计是实现视频监控系统联网的前提，也是实现森林防火统一指挥、统一调度的基础保障。
&&&标准化是推进国家治理现代化的重要手段，《森林防火视频监控系统技术规范》等标准的实施，为我国森林防火工作走向现代化注入了&新风&，我们祝愿有更多林业领域的标准出台，以加快实现林业建设发展的现代化。森林防火预警监控系统 是什么?有哪些?监控系统有哪些类别?有什么结构?效果怎么样?
森林防火监控系统先进技术.国际森林防火技术
1,德国：FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统
德国投入使用的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统,正常监测半径10公里,安装该系统每套需7.5万欧元,而在勃兰登堡州安装需要120-130套,约1000万欧元.
2,美国：护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻
美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转,探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址.美国使用无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测,虽获得了成功,但耗费了巨额资金.
3,加拿大：加拿大采用卫星巡回监测系统
加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度,当检测出某一林区局部温度上升到150℃～200℃,红外线波长达3.7微米时,便是火灾前兆,立即测定具体温度,采取措施及时防火.同时,加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾,飞行费每小时需加元.
国外的技术有的虽然可靠,但需要借助高空卫星,且施工太复杂；有的技术方案基础实施投资太大,多达几十万美元,投入成本过高,这些难以满足我国森林资源监测的实际需要.（三）国内采用的监测方法
1,地面巡护
地面巡护,主要任务是宣传群众,控制人为火源,深入了望台观测的死角进行巡逻.对来往人员及车辆,野外生产和生活用火进行检查和监督.存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时,常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区,无法进行地面巡护,需用各种交通工具费用及人员工资费用,只能用视频监测方法来弥补.
2,了望台监测
了望台监测,是通过了望台来观测林火的发生,确定火灾发生的地点,报告火情,它的优点是覆盖面较大、效果较好.存在的不足：是无生活条件的偏远林区不能设了望台；它的观察效果受地形地势的限制,覆盖面小,有死角和空白,观察不到,对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；了望是一种依靠了望员的经验来观测的方法,准确率低,误差大.另外了望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁.
3,航空巡护
航空巡护,是利用巡护飞机进行林火的探测.它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察,可及时采取有效措施.但也存在着不足：夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞,同时巡视受航线、时间的限制,而且观察范围小,只能一天一次对某一林区进行观察,如错过观察时机,当日的森林火灾也观察不到,容易酿成大灾,固定飞行费用2000元/小时,成本高,租用飞机费用昂贵,飞行费用严重不足,这就需要用定点视频监测来弥补其不足.
4,卫星遥感
卫星遥感,利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火.能够发现热点,监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息,用遥感手段制作森林火险预报,用卫星数字资料估算过火面积.它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料,反映火的动态变化,而且收集资料不受地形条件的影响,影像真切.
存在的不足：NOAA-AVHRR准确率低,需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实,尤其是交通不便的地方,火情核实十分重要.当热点达到3个像素时,火已基本成灾.[编辑本段]二、国内主流的防火监控技术其不足及发展
森林火灾危害大,扑灭困难,于是在火灾还在萌芽状态立即扑灭它就显得尤为重要.
森林火灾因为常常处在深山老林中,不易发现,故而发现火灾对于早扑灭火灾具有重要意义.
1,兴建了望塔
国内目前存在较多的技术落后方式.
了望台监测,是通过了望台来观测林火的发生,确定火灾发生的地点,报告火情,它的优点是覆盖面较大、效果较好.存在的不足：是无生活条件的偏远林区不能设了望台；它的观察效果受地形地势的限制,覆盖面小,有死角和空白,观察不到,对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；了望是一种依靠了望员的经验来观测的方法,准确率低,误差大.另外了望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁.
2.,建立视频监控系统
目前国内主流的监控方式.
这是传统城市监控的简单延伸,将采集视频图像通过微波汇总,由人工完成集中监视；
人工监视易造成肉眼疲劳,视频中的火情不易被查觉,造成漏报；
监控中心的视频线路较多,人工监视也无法一一监看,易造成漏报.
所以,传统视频监控的最大缺点是漏报率非常高.
传统视频监控是非数字化系统,许多智能应用无法实现.
3,建立智能预警系统
这是森林防火的发展方向,实现森林防火的智能化,信息化.
利用无缝融合智能图像识别技术、面向对象的3D GIS技术、大型网络监控技术等高新技术,利用多项专利技术,结合林业管理的专业知识和林业防火的经验,建立林业防火智能监测预警及应急指挥系统,从而实现林区视频的自动监控、烟火准确识别、火点精确定位、火情蔓延趋势推演、扑救指挥的辅助决策、灾后评估等多方面功能,建立森林防火的完整业务链,并针对性地解决用户的各种个性化需求.
如“森林卫士365”系列产品,主要由前端智能监控产品和后端应用系统构成.
前端智能监控产品包括重型数字云台、基站智能控制箱、嵌入式的烟火识别智能处理器等； 利用无缝融合智能图像识别技术、面向对象的3D GIS技术、大型网络监控技术等高新技术,利用多项专利技术,结合林业管理的专业知识和林业防火的经验,建立林业防火智能监测预警及应急指挥系统,从而实现林区视频的自动监控、烟火准确识别、火点精确定位、火情蔓延趋势推演、扑救指挥的辅助决策、灾后评估等多方面功能,建立森林防火的完整业务链,并针对性地解决用户的各种个性化需求.
如“森林卫士365”系列产品,主要由前端智能监控产品和后端应用系统构成.
前端智能监控产品包括重型数字云台、基站智能控制箱、嵌入式的烟火识别智能处理器等；
后端应用系统包括海普联网监控管理平台、基于ArcGIS平台的森林防火辅助决策及应急指挥系统.“森林卫士365”系列产品申请国家专利七项；
“森林烟火智能识别技术”通过了国家科技成果鉴定,其鉴定意见表明该技术处于国内领先水平；[编辑本段]2.2 影响
上海世博会,“森林卫士365”作为代表重庆信息产业的四大产品之一,参加重庆馆的展出.
国内唯一通过省级以上科技成果鉴定的森林烟火识别软件；
国内唯一荣获省级以上重点新产品称号的森林烟火识别软件；[编辑本段]2.3 案例
重庆市缙云山国家级自然保护区森林防火指挥系统
四川省九寨沟森林防火指挥系统等
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