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“森林眼”監(jiān)測系統(tǒng)和森林防火地理信息系統(tǒng)是目前應用于林區(qū)森林防火領域的兩種高科技防火監(jiān)測系統(tǒng)。本文將從系統(tǒng)需求、系統(tǒng)應用環(huán)境、系統(tǒng)應用功能、系統(tǒng)應用條件等方面分別分析“森林眼”遠程視頻監(jiān)測系統(tǒng)和森林防火地理信息系統(tǒng)。
某A林業(yè)局系統(tǒng)應用情況
某A林業(yè)局2009年4月開始施工,同年11月末完成。按照設計要求在四個瞭望塔上安裝視頻和紅外監(jiān)測系統(tǒng),同時在大平臺和某局兩地各建設一個監(jiān)控中心。每個塔的監(jiān)控半徑13公里,在監(jiān)控范圍內可以發(fā)現(xiàn)10米×10米的熱點。
某A林業(yè)局2016年11月末用1個月的時間對工程系統(tǒng)各項功能進行測試,結果如下:
1、可見光監(jiān)測部分在室外溫度30℃至~30℃范圍內清晰正常, 當氣溫達到-30℃以下時,由于瞭望塔上監(jiān)測設備耐低溫能力差,可視監(jiān)測和紅外監(jiān)測的效果都達不到設計要求;
2、紅外熱成像監(jiān)測在直視范圍內有山體阻隔時,對山體后面出現(xiàn)熱點的監(jiān)測誤差很大,有時根本不能發(fā)現(xiàn);
3、某運營商提供的光纖傳輸帶寬目前是4M,帶寬不夠。瞭望塔上的可視監(jiān)測數(shù)據(jù)要經過壓縮后才能通過光纖傳到監(jiān)測中心,所以,現(xiàn)在看到的圖像不夠清晰;
4、測試中還發(fā)現(xiàn)野外供電系統(tǒng)達不到設計溫度要求(設計溫度在-40℃) ,造成設備運行不穩(wěn)定;
5、瞭望塔下承載太陽能板的架子存在安全隱患,冬天起凍害后會使架子變形、開裂, 導致太陽能板破損;
6、塔上鏡頭容易上霜、有積雪且不好清理。
“森林眼”系統(tǒng)和森林防火地理信息系統(tǒng)相互結合,當“森林眼”系統(tǒng)的紅外成像監(jiān)測由于低溫、風強等外界因素影響正常影像形成過程,森林防火地理信息系統(tǒng)中的衛(wèi)星熱點自動接收功能可以將突發(fā)火勢形成熱點,使森林防火指揮中心自動接收國家森林防火衛(wèi)星監(jiān)測熱點信息并提示報警的功能。紅外成像監(jiān)測在有山體阻隔情況下對山體后面出現(xiàn)熱點監(jiān)測誤差很大,而可以通過林火遠程監(jiān)測定位,根據(jù)林火監(jiān)測系統(tǒng)傳回的火點定位信息,系統(tǒng)自動計算出火點的經緯度坐標,并將火點疊加到電子地圖上,實現(xiàn)林火監(jiān)測的快速定位。
某B林業(yè)局系統(tǒng)應用情況
某B林業(yè)局的工程是2008年9月開始施工,2009年12月末完成。目前,已經安裝四套“森林眼”視頻監(jiān)控系統(tǒng),在某B林業(yè)局建設一個監(jiān)控中心。其中150倍一套、100倍一套、50倍二套;150倍的監(jiān)控半徑25公里,100倍的監(jiān)控半徑20公里,50倍的監(jiān)控半徑15公里,效果清晰。在監(jiān)測手段上還缺少紅外探測和自動識別報警系統(tǒng),還有一個問題就是目前只能在某B林業(yè)局看到監(jiān)測圖像,沒有和市防聯(lián)網。
由于在監(jiān)測手段上缺少紅外探測和自動識別報警系統(tǒng),可以通過森林防火地理信息系統(tǒng)的林火遠程監(jiān)測定位,根據(jù)林火監(jiān)測系統(tǒng)傳回的火點定位信息,系統(tǒng)自動計算出火點的經緯度坐標,并將火點疊加到電子地圖上,實現(xiàn)林火監(jiān)測的快速定位。并結合森林防火地理信息系統(tǒng)中的衛(wèi)星熱點自動接收功能可以將突發(fā)火勢形成熱點,使森林防火指揮中心自動接收國家森林防火衛(wèi)星監(jiān)測熱點信息并提示報警的功能。
某C林業(yè)局系統(tǒng)應用情況
某C林業(yè)局的“森林眼”是2009年2月開始施工,同年4月末完成。由于資金問題,工程沒有全面鋪開?,F(xiàn)只安裝一套“森林眼”視頻監(jiān)測系統(tǒng)。某C林業(yè)局的“森林眼”工程,在可視監(jiān)控方面狀況良好,報警原理是根據(jù)森林背景圖像和煙霧圖像的光譜特征,空間幾何特征比對后進行報警。但是,這種方法目前還不成熟。應配紅外監(jiān)測自動識別報警系統(tǒng),才能更好的發(fā)揮“森林眼”工程的作用。現(xiàn)在只能在本局看到監(jiān)測圖像,沒有和市防聯(lián)網。
森林防火地理信息系統(tǒng)的火災定位信息接口可以有效彌補某C林業(yè)局目前“森林眼”的局限情況。通過讀取用于火災監(jiān)測的GPS數(shù)據(jù)流/數(shù)據(jù)文件中的經緯度坐標,來實現(xiàn)火災現(xiàn)場的地點定位,能夠完成數(shù)據(jù)迅速加載顯示在二維地圖中,輔助指揮中心及時發(fā)現(xiàn)林火,確定林火發(fā)生的位置和林火發(fā)生的周邊森林資源狀況、地形地貌狀況等信息,配合遠程監(jiān)控視頻系統(tǒng),將地圖中顯示的火災情況與可視監(jiān)控視頻中顯示的視頻圖像相結合,綜合分析火險火情地理位置與環(huán)境的關系。
某D林業(yè)局的森林防火指揮調度系統(tǒng)情況
某D林業(yè)局于2008年9月引進北斗/GPS系統(tǒng)。系統(tǒng)包括指揮中心的指揮平臺和為各支撲火隊伍配備的22套用戶機。將北斗/GPS指揮系統(tǒng)應用于森林防火,某D林業(yè)局在全國是第一家。
目前該系統(tǒng)在森林防火、撲火工作中使用狀態(tài)好良,為撲火指揮決策提供了便利條件。特別在2009年“4.27”過境火的撲救過程中,某D林業(yè)局派出多支撲火隊伍攜帶該設備前往增援,局指揮中心可以實時監(jiān)測其行進路線和所在位置,對迷路的隊伍實施導航,當隊伍進入偏遠地帶無手機信號時,北斗/GPS的短信功能發(fā)揮了重要的通信作用,使自己的隊伍能夠做到時刻與局指揮中心保持聯(lián)系。
系統(tǒng)優(yōu)點:全天候、無死角,可以隨時掌握自己隊伍的行進路線和位置,可以通過雙星系統(tǒng)和指揮中心互發(fā)短信聯(lián)系,傳遞消息。
系統(tǒng)缺點:功能單一,價格較高。
“森林眼”工程配合森林防火地理信息系統(tǒng),視頻設備架設困難的地區(qū),較多依賴森林防火地理信息中的衛(wèi)星與地面地圖聯(lián)控技術,使火災情況可以及時反應給防火指揮部,彌補某些天然地理環(huán)境給森林眼帶來不可避免的實施困難因素。
結論
目前應用于林區(qū)森林防火領域的兩種高科技防火監(jiān)測系統(tǒng),從系統(tǒng)需求、系統(tǒng)應用環(huán)境、系統(tǒng)應用功能、系統(tǒng)應用條件等方面分析了“森林眼”遠程視頻監(jiān)測系統(tǒng)和森林防火地理信息系統(tǒng)。
兩系統(tǒng)的對比分析和應用分析如下:
1、通過森林眼森林火災遠程監(jiān)測系統(tǒng),火災發(fā)生時能及時發(fā)現(xiàn)火情,并將現(xiàn)場圖像實時傳回指揮中心,記錄火情發(fā)生、發(fā)展和消滅的整個過程。地理信息是森林防火和撲火指揮的基礎信息平臺,通過電子地圖顯示、實時實現(xiàn)北斗主動定位、GPS定位接收、數(shù)字通訊手段,將當前的定位信息以圖標的方式在傳輸?shù)街笓]中心計算機圖形窗口內顯示并標注移動軌跡。系統(tǒng)聯(lián)動地理信息系統(tǒng)
(GIS)
能夠精確定位火點位置,并能自動報警。利用建立分布在不同至高點的野外信息采集站,獲取覆蓋范圍內的監(jiān)控音視頻信息、氣象信息,實現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)控。在傳輸系統(tǒng)支持下,將視頻圖像及其它信息實時、同步傳輸?shù)椒阑鸨O(jiān)控中心,實現(xiàn)實時觀測林區(qū)的動態(tài)情況。
2、系統(tǒng)中使用的北斗技術,充分利用了北斗全方位通信功能和GPS的高精度定位功能。森林防火輔助決策系統(tǒng)采用C/S構架,有效管理多種比例尺矢量圖和柵格圖,滿足數(shù)據(jù)的查詢檢索,并實現(xiàn)要素查詢、地圖量算、地圖輸出打印、態(tài)勢信息管理、火災定位、火災分析、三維飛行模擬等功能,將森林火場和撲火隊伍的位置標注在地圖上,迅速了解撲火隊伍情況,實現(xiàn)遠程指揮。
3、“森林眼”系統(tǒng)和森林防火地理信息系統(tǒng)相互結合,當“森林眼”系統(tǒng)的紅外成像監(jiān)測由于低溫、風強等外界因素影響正常影像形成過程,森林防火地理信息系統(tǒng)中的衛(wèi)星熱點自動接收功能可以將突發(fā)火勢形成熱點,使森林防火指揮中心自動接收國家森林防火衛(wèi)星監(jiān)測熱點信息并提示報警的功能;紅外成像監(jiān)測在有山體阻隔情況下對在山體的后面出現(xiàn)熱點監(jiān)測誤差很大,而可以通過林火遠程監(jiān)測定位,根據(jù)林火監(jiān)測系統(tǒng)傳回的火點定位信息,系統(tǒng)自動計算出火點的經緯度坐標,并將火點疊加到電子地圖上,實現(xiàn)林火監(jiān)測的快速定位;視頻設備架設困難的地區(qū),較多依賴森林防火地理信息中的衛(wèi)星與地面地圖聯(lián)控技術,使火災情況可以及時反應給防火指揮部,彌補某些天然地理環(huán)境給森林眼帶來不可避免的實施困難因素。
因此,“森林眼”遠程視頻監(jiān)測系統(tǒng)和森林防火地理信息系統(tǒng)各有其自身的優(yōu)缺點,兩者功能皆強大實用,但實際應用中存在環(huán)境特殊惡劣、資金配置不足、設備架設不到位等一系列不可避免的建設性困難。而兩種系統(tǒng)的結合性應用可以彌補各自的不足,相互配合發(fā)揮出各自的最大優(yōu)勢。
當“森林眼”系統(tǒng)的紅外成像監(jiān)測由于低溫、風強等外界因素影響正常影像形成過程,森林防火地理信息系統(tǒng)中的衛(wèi)星熱點自動接收功能可以將突發(fā)火勢形成熱點,使森林防火指揮中心自動接收國家森林防火衛(wèi)星監(jiān)測熱點信息并提示報警的功能;紅外成像監(jiān)測在有山體阻隔情況下對在山體的后面出現(xiàn)熱點監(jiān)測誤差很大,而可以通過林火遠程監(jiān)測定位,根據(jù)林火監(jiān)測系統(tǒng)傳回的火點定位信息,系統(tǒng)自動計算出火點的經緯度坐標,并將火點疊加到電子地圖上,實現(xiàn)林火監(jiān)測的快速定位。通過森林防火地理信息系統(tǒng)的林火遠程監(jiān)測定位,可以彌補遠程監(jiān)控中的監(jiān)控設備不足和監(jiān)控死角的問題,根據(jù)林火監(jiān)測系統(tǒng)傳回的火點定位信息,系統(tǒng)自動計算出火點的經緯度坐標,并將火點疊加到電子地圖上,實現(xiàn)林火監(jiān)測的快速定位;并結合森林防火地理信息系統(tǒng)中的衛(wèi)星熱點自動接收功能可以將突發(fā)火勢形成熱點,使森林防火指揮中心自動接收國家森林防火衛(wèi)星監(jiān)測熱點信息并提示報警的功能。
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