土建慧

[摘 要]數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，即利用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)森林的全方位監(jiān)控，通過檢測溫度、濕度、火焰、煙霧濃度等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控終端屏幕中，實(shí)現(xiàn)森林防火的目的。本研究首先概述數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)容，進(jìn)而介紹數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)各個(gè)板塊的功能在森林防火中的應(yīng)用，目的是推動(dòng)森林防火管理工作不斷走向科學(xué)化。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字化;監(jiān)控預(yù)警;森林防火

[中圖分類號]S762 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

森林火情監(jiān)控在甘肅省森林管理中占據(jù)著重要的地位，當(dāng)前數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)在森林防火中的作用主要體現(xiàn)在通過前端地理信息數(shù)據(jù)的采集，一旦出現(xiàn)潛在火情風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行數(shù)字云臺系統(tǒng)接收，回傳位置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)定位火情的目標(biāo)。數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)撲救思路整合，提供趕赴火情點(diǎn)最優(yōu)化道路、實(shí)時(shí)交通信息以及阻火能力，確定最優(yōu)撲救方案，將火勢控制在合理范疇內(nèi)。

1 數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)概述

數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，主要通過集成多維地理要素，進(jìn)行三維場景模擬，通過視頻監(jiān)控、煙霧識別、火焰識別以及GPS定位等技術(shù)，用于監(jiān)控和預(yù)警可能發(fā)生的火災(zāi)火情，實(shí)現(xiàn)快速救火，減少損失的目的。通過煙火識別系統(tǒng)，顯示火情發(fā)生的位置和發(fā)展的情況，結(jié)合視頻信息，定位火情發(fā)生確切地點(diǎn)，迅速調(diào)度指揮消防工作人員以最快的速度、配備最適合的設(shè)備到達(dá)現(xiàn)場。

2 數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用

2.1 數(shù)字化視頻監(jiān)控在森林防火中的應(yīng)用

視頻監(jiān)控是整個(gè)系統(tǒng)中最為直觀的環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻實(shí)時(shí)傳輸、參數(shù)調(diào)整、窗口預(yù)覽展示以及切換的功能，在森林防火中的優(yōu)勢還體現(xiàn)在能夠?qū)⒁曨l監(jiān)控與地理位置進(jìn)行結(jié)合，一旦發(fā)生重大火災(zāi)，能夠結(jié)合視頻情況和地理位置判斷，進(jìn)行救火撲火工作的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程指揮。

2.2 煙霧火焰識別在森林防火中的應(yīng)用

煙霧火焰識別系統(tǒng)，集成了紅外線成像功能、可見光識別功能、及時(shí)搜索功能，融合運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償基數(shù)和顯著性監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖像特征的多維度提取，通過人工智能AI技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)煙霧和火焰目標(biāo)精準(zhǔn)識別。如果煙霧對比度能夠?qū)崿F(xiàn)5%的背景下，對于各種像素目標(biāo)的識別誤差率控制在1%以內(nèi)，基本能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確監(jiān)控預(yù)警。煙霧火焰識別在森林防火中，定位更加準(zhǔn)確、傳輸信息速度更快，能夠在很大程度上降低漏報(bào)和誤報(bào)問題出現(xiàn)的頻率。

2.3 GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用

在煙霧火焰識別發(fā)現(xiàn)火情的基礎(chǔ)上，想要快速定位判斷，就必須結(jié)合GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，通過經(jīng)緯度坐標(biāo)、方位坐標(biāo)的判斷，實(shí)現(xiàn)GPS衛(wèi)星定位。除了系統(tǒng)內(nèi)部采取GPS衛(wèi)星定位以外，還能夠通過救火撲火人員手持移動(dòng)式GPS實(shí)現(xiàn)快速定位，一旦發(fā)生緊急火災(zāi)事故，通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)制導(dǎo)，能夠根據(jù)地圖上的分布進(jìn)行人員工具調(diào)度指揮，實(shí)現(xiàn)快速緊急搶險(xiǎn)。與此同時(shí)，GPS衛(wèi)星定位與三維地圖的有效結(jié)合，也有助于實(shí)時(shí)掌握撲火救火的進(jìn)程，獲取最新的火勢擴(kuò)展信息，實(shí)現(xiàn)最佳救援組合和路徑分析，通過合理的指揮和調(diào)度。進(jìn)行GPS衛(wèi)星定位歷史數(shù)據(jù)庫的建立，有利于后期進(jìn)行回放火勢蔓延趨勢和移動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)事故后的總結(jié)和分析決策。

2.4 歷史數(shù)據(jù)查詢功能在森林防火中的應(yīng)用

數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)中，很實(shí)用的一個(gè)功能就是歷史數(shù)據(jù)查詢功能，這一功能能夠通過視窗化的操作，查詢到地圖上相關(guān)信息，形成多維度圖層屬性的分離顯示。例如，可以根據(jù)甘肅省的地名進(jìn)行查詢分析，這一功能能夠?qū)崿F(xiàn)在地圖上元素高亮展示，同時(shí)支持模糊查詢和圖片查詢等功能，選中地名或者其他屬性條件后，系統(tǒng)自動(dòng)列出相關(guān)樹種信息，判斷森林地區(qū)樹木種類的信息，令元素呈現(xiàn)出對應(yīng)的信息，支持多邊形的區(qū)域內(nèi)部查詢。在組合查詢方面，利用SQL語句進(jìn)行查詢，這一功能的實(shí)現(xiàn)，能夠讓森林防火管理人員根據(jù)監(jiān)控圖層名稱、監(jiān)控屬性類別、監(jiān)控輸入條件構(gòu)成簡單SQL語句，進(jìn)行森林防火的綜合性查詢。

2.5 數(shù)據(jù)分析功能在森林防火中的應(yīng)用

數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，一方面是收集建立樹種數(shù)據(jù)庫，另一方面建立動(dòng)物物種數(shù)據(jù)庫，通過無人機(jī)等手段進(jìn)行巡山分析，擴(kuò)展數(shù)據(jù)收集視角，同時(shí)，利用地下模式進(jìn)行地面透明化分析，展現(xiàn)地下植物動(dòng)物情況，從時(shí)間維度進(jìn)行時(shí)間段分析，分析時(shí)間段內(nèi)部要素光照情況，通過通視分析得出某一地區(qū)的數(shù)據(jù)信息，剖面分析斷層和光照情況，尤其在火災(zāi)多發(fā)季節(jié)、清明節(jié)等節(jié)假日進(jìn)行嚴(yán)格數(shù)據(jù)監(jiān)控，建立起關(guān)鍵威脅日期的數(shù)據(jù)匯報(bào)。

2.6 標(biāo)繪功能在森林防火中的應(yīng)用

標(biāo)繪功能數(shù)據(jù)數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)中的輔助性功能，但仍然有著良好的實(shí)用性，能夠在二維和三維森林地圖上迅速標(biāo)注出著火點(diǎn)的定位，尤其是森林的重點(diǎn)位置實(shí)時(shí)標(biāo)繪，便于管理人員和實(shí)際滅火人員進(jìn)行查閱，同時(shí)結(jié)合視頻標(biāo)繪的方式，標(biāo)繪出視頻的位置，定位精確到幾分幾秒，這種方式方便救火隊(duì)員對照視頻情況進(jìn)行滅火方式的選擇，通過圖線標(biāo)繪的方式對各個(gè)地界進(jìn)行指揮調(diào)度，尤其是救火隊(duì)員行進(jìn)的路線和具體位置，有利于保障森林滅火質(zhì)量的同時(shí)，也通過圖線標(biāo)繪的方式保障地區(qū)森林救火工作的效率。

3 小結(jié)

總而言之，森林防火工作是森林管理中的重要一環(huán)，數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)能夠全面提升森林防火工作的質(zhì)量和效率，能夠直觀及時(shí)地反映森林火險(xiǎn)威脅情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警和報(bào)警機(jī)制，根據(jù)火情進(jìn)行系統(tǒng)自動(dòng)科學(xué)定位，并且進(jìn)行科學(xué)判斷，確定最優(yōu)森林火情處理經(jīng)驗(yàn)。數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)能為森林資源的保護(hù)和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)做出有力的貢獻(xiàn)，為我國生態(tài)文明和經(jīng)濟(jì)文明發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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