林火监测系统
森林防火智能预警监测系统方案
目录1.前言 (1)2.需求分析 (3)2.1.前端基站需求分析 (3)2.2.传输网络需求分析 (8)2.3.后端联网监控管理平台需求分析 (9)3.建设目标 (10)4.建设原则及标准 (11)4.1.建设原则 (11)4.2.建设依据及标准 (12)5.森林防火智能监测系统总体构成 (13)6.森林防火智能监测系统详细设计 (15)6.1.前端智能监测基站详细设计 (15)6.1.1.视频采集系统 (16)6.1.2.智能烟火识别处理器 (22)6.1.3.供电系统 (23)6.1.4.防盗系统 (25)6.1.5.基站控制设备 (26)6.1.6.防雷接地系统 (28)6.1.7.铁塔基建系统 (30)6.2.传输网络详细设计 (33)6.2.1.传输网络选型 (33)6.2.2.传输网络配置 (35)6.2.3.传输网络路由 (36)6.3.后端监控管理平台系统详细设计 (39)6.3.1.联网监控管理平台 (40)6.3.2.GIS管理平台 (44)6.3.3.大屏展示系统 (45)6.3.4.综合布线系统 (49)6.3.5.静电地板 (51)6.3.6.防雷接地系统 (52)1.前言森林资源是林地及其所生长的森林有机体的总称，以林木资源为主，还包括林下植物、野生动物、土壤微生物等资源。
森林资源是地球上最重要的资源之一，是生物多样化的基础，是人类赖以生存必备可少的资源之一。
据2005年全球森林资源评估结果，2005年全球森林面积39.52亿公顷，占陆地面积的30.3%,人均森林面积0.62公顷，单位面积蓄积110立方米，有史以来全球森林已减少了一半，主要原因是人类活动，全球森林从1990年到2000年每年消失的森林近千万公顷。
我国资源匮乏，其中以森林资源最为紧缺，国土面积960万平方公里，约占世界总量的7%，人口13亿，约占世界总量的22%，而森林面积仅占世界的4.6%。
我国森林总面积15894.1万公顷，林木总蓄积量不足世界总量的3%，森林蓄积量为112.7亿立方米，森林覆盖率为16.55%，排世界第142位，人均森林面积0.128公顷，只有世界平均水平的1/5，排世界120位，人均森林蓄积量9.048立方米，只有世界平均水平的1/8。
森林山火监测系统设计报告
森林山火监测系统设计报告1. 引言森林山火是一种严重的自然灾害，给生态环境和人类居住地带来巨大威胁。
为了及时掌握森林火灾的发生情况，预防和控制火势蔓延，设计一个森林山火监测系统的重要性日益凸显。
本报告将介绍一个基于现代技术的森林山火监测系统设计方案。
2. 系统架构2.1 硬件设备森林山火监测系统的核心设备包括红外传感器、温湿度传感器和相机。
红外传感器用于检测火源，温湿度传感器用于监测环境温度和湿度，相机用于拍摄实时图像。
这些传感器和相机将连接到一个控制单元，将收集到的数据传输到服务器。
2.2 软件模块系统的软件模块包括数据采集模块、数据处理模块和报警模块。
数据采集模块负责从传感器和相机收集数据，包括温度、湿度和图像。
数据处理模块将对采集到的数据进行分析和判定，识别是否有火灾发生以及确定火势大小。
报警模块基于数据处理模块的结果，向系统管理员发送报警通知。
3. 系统工作流程系统工作流程如下：1. 传感器和相机采集环境数据和图像。
2. 数据采集模块将数据传输到数据处理模块。
3. 数据处理模块对数据进行分析，判断是否有火灾发生。
4. 若判断为火灾发生，确定火势大小。
5. 报警模块根据数据处理模块的结果发送报警通知给系统管理员。
4. 系统特性4.1 实时监测监测系统能够实时采集环境数据和图像，确保监测结果的实时性，提供准确的监测信息。
4.2 精准判断通过对采集到的数据进行分析和判定，系统能够判断是否有火灾发生，并根据火势大小进行评估。
4.3 远程监控监测系统将连接至服务器，实现对森林火灾情况的远程监控。
系统管理员可以通过网络远程访问系统，获取实时监测结果和报警通知。
4.4 报警通知系统能够及时向系统管理员发送报警通知，提醒他们采取相应的应急措施，以防止火势蔓延。
5. 系统应用森林山火监测系统可以应用于以下场景：- 森林和丛林地区- 自然保护区- 旅游景区- 边境地区6. 结论设计一个森林山火监测系统是为了减少森林山火对环境和人类造成的损害。
可见光林火智能监测与决策支持系统的设计与应用
2020年第22期现代园艺林火监测技术在现阶段开展过程中，主要有4种方法，包括人力地面巡护、近地面监测、航空巡护及卫星监测4种方法。
而随着科学技术的进步，这4种方法又逐步引入了科学技术内容，进行了优化与完善，现如今，物联网技术也被逐步应用于林火预警系统中，但由于缺乏捕获其图像早期特征，导致很难在第一时间发现林火出现，往往发现时林火已呈现出一定的蔓延态势。
1系统设计1.1系统应用现状林火发生时，最早出现的显著视觉现象，往往是从烟雾的腾升而开始，因此，监测系统都是通过补充对应区域存在烟雾，进而定位林火发生及具体位置。
但在实际应用过程中，关于可见光识别的应用，我国目前还处于静态识别阶段，静态识别是指我国现阶段对烟雾的识别并非动态捕捉，而是通过静态识别其颜色和纹理特征，这导致在识别过程中，可能会存在较大误判。
此后，我国除了进一步开展自主研发工作外，不同地方都开始相继引入国外林火智能检测软件系统，通过光散射光谱特征算法，动态监测烟雾，有效提升了监测的准确性，且定位准确，识别率超过了95%以上，且能在较早时间内监测到林火。
总之，我国林火智能系统最大的区别在于对林火识别的算法及基于算法形成的火灾点定位，而此内容又渗透到4个模块中，具体内容如下。
1.2烟雾识别模块烟雾识别模块是林火智能监测与决策支持系统中的核心模块，是决定林火智能监测与决策支持系统能否发挥作用的关键点。
究其根本，就是通过图像处理器、烟雾算法2个部分形成的图像处理系统。
具体到实际中，光散射光谱特征林火烟雾算法就是通过监测林火烟雾，对比其可见光波长，并通过烟雾与背景光散射强度的不同性，得出结论，形成火情预警[1]。
值得一提的是，烟雾识别模块会形成基础的数据库，即汇总并分类已监测完成的数据，如记忆监测区域内存在的厂房烟雾或道路烟雾，然后存入数据库中，后续在监测发现这类烟雾时，通过数据对比能较快地形成判断，且不进行火情预警行为，大大降低了误报的可能性。
森林火灾远程监测及移动预警系统
ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｉ ｅ ｌ ｆ ｃ ，ｉ ｒ ａｉｅ ｈ ｕ ｃｉ ｎ ｏ ｅ ｌｔ ｎｔ ｒ ｇ ａ ｄ ｍｏ ｉ ａ ｙ ｗ ｒ ｉｇ，ａ ｄ ｐ ｏ ｉｅ ｓｆ ｌ ｉｅ ｏ ｏ ｅ ｔｆ ｅ ｃ ｉｖ ｈ ｄ ａ ｅ ｔ ｔ ｅ ｌｓ ｓ ｔｅ ｆ ｎ ｔ ｆ ｒａ — ｍｅ ｍｏ ｉ ｉ ｎ ｂ ｌ ｅ ｄ ａ ｎ ｎ ｅ ｏ ｉ ｏｎ ｅ ｎ ｒ ｖｄ ｓ ａ ｕ ｅｕ ｄ ａ ｆｒｆ ｒ ｓ ｉ ｒ
第２ ９卷 第 ４期
２１ ０ ２年 ４ 月
计 算机 应 用与软件
Ｃｏ ｍｐｕ ｅ ｐ ｉ ａｉｎｓａ ｄ Ｓ ｆｗａ ｅ ｔｒＡｐ ｌｃ ｔｏ ｎ ｏｔ ｒ
Ｖｏ ＿ ９ Ｎｏ ４ ｌ２ ．
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ２
森 林 火 灾 远 程 监 测 及 移 动 预 警 系统
和 移 动 预 警 ， 林 火 监 测 提 供 了有 益 的 思 路 。 对
关键 词
中图分类号
无线传感器 网络
Ｔ２２ Ｔ ３ １ Ｐ １ Ｐ ９
Ｇ Ｒ 森林 防火 实时监测 移动预警 ＰＳ
文献标识码 Ａ
ＦｏＲＥＳＴ ＲＥ ＦＩ ＲＥＭ ｏＴＥ ｏＮＩ Ｍ ＴｏＲＩ ＮＧ ＡＮＤ ｏＢＩ Ｍ ＬＥ ＥＡＲＬＹ ＡＲＮＩ Ｗ ＮＧ ＳＹＳＴＥＭ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｈ ｎ ｄ ｑ ａ ｉｓ ｉ ｕ ｒ ｎ ｏ ｅ ｔｆ ｅ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｔｅ ｉａ ｅ ｕ ｃｅ ｎ ｃ ｒｅ ｔｆｒ ｓ ｉ ｎｔ ｉ ，ｗｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔａ ｆ ｒ ｓ ｆ ｅ ｒ ｍｏｅ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ａ ｄ ｏ ｒ ｏｎ ｒ ｐ ｓ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ｏ ｅ ｔｉ ｅ ｔ ｎ ｔｉ ｎ ｒ ｏｎ
森林防火视频监控系统解决方案
目录第一章项目总体概述 (4)1.1 方案背景 (4)1.2 系统概述 (6)第二章系统建设方案 (9)2.1 某市监控模拟布点 (9)2.2 某市模拟覆盖效果图 (10)2.3 系统技术特点及优势 (11)2.3.1 系统技术特点 (11)2.3.2 系统技术优势 (13)2.3.3 系统核心技术及价值 (14)2.4 系统结构组成 (15)2.4.1 视频监控终端 (15)2.4.2 信号传输与通讯 (16)2.4.3 处理服务器 (16)2.4.4 监测、控制与分析客户端 (17)2.5 系统功能设计 (17)2.6 前端智能监测基站设计 (24)2.6.1 智能监测基站设计要求 (24)2.6.2 智能监测基站整体设计 (25)2.6.3 基站前端组成 (25)2.6.4 视频采集系统设计 (25)2.6.5 供电系统设计 (32)2.6.6 防盗系统设计 (32)2.6.7 基站控制系统设计 (34)2.6.8 防雷接地系统设计 (35)2.6.9 传输系统设计 (36)2.6.10 UPS系统设计 (38)2.7 森林防火指挥中心建设 (43)2.7.1 防火指挥中心建设要求 (43)2.7.2 联网监控管理软件结构 (44)2.7.3 联网监控管理软件功能模块 (44)2.8 GIS管理软件设计 (45)第三章系统设备 (51)3.1 远红外热成像仪 (51)3.2 高清摄像仪选型 (52)3.3 高清镜头 (52)3.4 野外护罩 (53)3.5 野外数字重型云台 (54)3.6 基站工控机 (55)3.7 微波传输基站与天线 (56)3.8 前端交换机 (56)3.9 后端路由器 (57)3.10 UPS后备电源系统 (58)3.11 内置定位防盗装置 (59)第一章项目总体概述1.1 方案背景针对森林防火的薄弱问题，有必要建立智能化的森林火险综合管理系统，弥补人工防范的不足，采取有效的手段能够对林区进行大范围、大视野的全天候24小时实时监测，能够自动发现林区火源并自动报警，并且能够将火点的位置准确定位，通过这种方式可以解决因人工护林造成的森林防火的不足。
森林防火监测预警系统方案
森林防火监测预警系统方案第1篇森林防火监测预警系统方案一、背景随着我国森林资源的不断丰富，森林防火工作日益重要。
为提高森林火灾的防范和应急处理能力，减少森林火灾造成的损失，确保森林资源和人民生命财产安全，依据国家相关政策法规，结合当前森林防火工作的实际需求，特制定本方案。
二、目标1. 实现森林火灾的早期发现、及时报告、快速处置。
2. 提高森林火灾预警能力，降低森林火灾发生的风险。
3. 减少森林火灾造成的损失，保障森林资源和人民生命财产安全。
三、系统设计1. 系统架构森林防火监测预警系统采用“三级架构、四级应用”的设计模式，即：（1）国家级森林防火监测预警平台；（2）省级森林防火监测预警平台；（3）市、县级森林防火监测预警系统；（4）基层森林防火监测预警应用。
2. 系统组成（1）监测系统：包括地面监测站、无人机、卫星遥感等；（2）通信系统：包括有线、无线、卫星通信等；（3）预警系统：包括预警信息发布、接收、处理等；（4）指挥调度系统：包括火情信息处理、指挥调度、应急资源管理等；（5）信息管理系统：包括火情档案、防火设施设备、防火人员等。
四、实施方案1. 监测预警体系建设（1）在森林火灾高风险区域设立地面监测站，配备火情监测设备；（2）利用无人机、卫星遥感等技术进行森林火情监测，实现火情及时发现；（3）建立森林火情监测预警数据库，实现火情数据的实时更新和共享。
2. 通信系统建设（1）建设有线、无线、卫星通信相结合的通信网络，确保火情信息的快速传输；（2）建立防火通信指挥中心，实现火情信息的统一接收、处理和发布；（3）配备火情信息接收和处理设备，提高火情信息的处理效率。
3. 预警系统建设（1）制定森林火险预警指标体系，实现森林火险的动态评估；（2）建立森林火险预警发布机制，确保预警信息的及时发布；（3）通过短信、微信、广播等多种方式，将预警信息发送给相关责任人。
4. 指挥调度系统建设（1）建立森林火灾应急预案，明确各部门职责和应急响应流程；（2）建立森林火灾应急指挥中心，实现火情信息的实时监控和指挥调度；（3）配备应急资源，包括扑火队伍、扑火设备、交通工具等。
设计实例：森林火灾实时监测与预警系统
设计实例：森林火灾实时监测与预警系统一、项目概述1.1 引言森林是人类生存和可持续发展的宝贵资源，在国家经济建设和可持续发展中具有不可替代的地位和作用。
森林资源是地球上重要的资源之一，是生物多样化的基础，它不仅能够为生产和生活提供多种宝贵的木材和原材料，能够为人类经济生活提供多种食品，更重要的是森林能够调节气候、保持水土、防止和减轻旱涝、风沙、冰雹等自然灾害；还有净化空气、消除噪音等功能。
但往往出于人为因素和自然因素的影响，使森林资源饱受森林火灾的致命侵害，严重威胁和损害森林生态和人类生命财产安全。
因此，研究森林的火灾特征并提供相应的防治与控制技术，为其设计合理的火灾自动监控报警系统及灭火系统是十分必要，而且刻不容缓的。
传统的森林火灾监测、扑救、火险预测等防火技术存在实时监测难、数据分散、通信不方便、应急反应慢、不易归档统计、评估预测无可比性等诸多缺憾。
作为与地理信息密切相关的森林防火，本文采用无线传感和以太网技术，可以大为提高森林防火的监测、预测、分析、统计、决策水平，从而防患于未燃，发现于小火，及时扑救，最大限度地减少森林火灾的损失，保护森林生态资源和人民生命财产安全。
1.2 项目背景/选题动机森林是人类赖以生存及社会发展最重要和不可缺少的资源之一,更是地球生态平衡的保护者。
它不仅可以生产木材及其它林副产品，供人类从事生产和生活需要，成为国民经济建设不可缺少的物质基础，而且又是维持生态系统平衡，保护和美化环境，有利于农、牧、副等生产事业，造福于人类的一种伟大的力量。
但是,由于人们在社会活动中的某些失控及异常自然因素影响等原因,森林火灾时有发生。
森林火灾是破坏森林资源安全、威胁人类生存环境最为严重的灾害之一。
近些年随着气候变动、人为活动等因素的影响,森林火灾有加剧上升的趋势,预防和监测森林火灾已成为世界各国森林防火部门的一个重要研究热点。
森林火灾是指失去人为控制，在林地内自由蔓延和扩展，并对森林、生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为。
森林防火智能监测预警指挥系统
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• 二/三维扑火预案部署
• 二/三维动态预案推演
• 二/三维电子沙盘指挥
• 二/三维扑火预案输出
• 二/三维态势标绘
• 二/三维联动展示
• 通视分析、监控点优化
跟踪、定位
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日常巡视，确保任务落实
救灾资源，一目了然
应急队伍，实现有效突击
撤退线路优化，确保一线人员安全
资源管理系统-系统截图
辅助决策管理系统
科学的灾后评估体系
多种技术手段
联动的应急指挥体系
前端与后端
智能的监测预警体系
全生命周期
平战结合的业务体系
智慧
规划设计
监测预警
火场分析
指挥决策
灾后评估
日常办公
规划讨论
演练、实战
监控、破案
对传统业务的提升
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林区防火规划优化提升
林火视频监控系统建设技术要点
当火源达到一定级别，热 成像图像中可清晰观测火 源。
可见光与红火外识别案例
5公里处点火 5公里处点火总结 可见光与热成像两种镜头 画面可视范围一致时，可见光 画面烟雾不易察觉；
放大可见光画面（拉近可 将光镜头），可清晰观测烟雾， 观测效果好于热成像；
2000年以前
2003年左右
2007年左右
2012年以来
频单 图纯 像视
定自 位动
识自烟 别动火
双热可 通红见 道外光
3
组成部分变化情况
发 展 时 间 刻 度
90 年代 之前
前端采集设 备
信号处理
信号传输方 式
后端控制管 理
辅助决策应 用
光纤加光端机传输
10
森林烟火分割与识别技术。 利用森林监控场景图像中烟和火焰的多重分形线性区间特性和标 度不变性，采用Contourlet小波变换和分数布朗运动等分形算法
提取图像的多重分形特征来精确分割出图像中的烟和火焰区域；
在提取烟火图像的光谱、纹理、运动频率等特征的基础上，采用 多分类器融合的分类方法对烟、火焰、树木扰动、雾、阴影等烟
可见光与红火外识别案例
地 点：某林场（视野宽阔）
可见光：32倍变焦镜头 热像仪：50mm定焦镜头 氧化钒机芯 320*240 画面分辨率
测
试：分别于1、5、10 公里处点火进行 识别测试
17
可见光与红火外识别案例
1公里处点火
点火开始时:
可见光画面可迅速发现烟雾飘动； 热成像画面，火源热量未达到级别，未发现热点;
24
火点的自动定位
当监测到烟火后，系统锁定目标，提供定位计 算功能，统一收集并管理云台校正信息，接收 终端提交的定位申请信息（云台设备角度等） ，计算并返回定位结果；定位结果展示于地图 中，支持基于ArcGis平台的地图，Google Earth地图，天地图等主流地图；
森林防火智能视频监控预警系统
四川西昌市经久乡森林火灾发生后，宁南县专业扑火队星夜驰援，英勇无畏。
3月31日凌晨1时20分，由于风向突变、风力陡增，18名扑火队员和1名向导壮烈牺牲。
澳大利亚的山火燃烧了四个多月，燃烧面积已经达到了600万公顷，释放二氧化碳超过3.5亿吨，这相当于澳洲年平均二氧化碳排放量的2/3。
并且导致了超过5亿只动物死亡，可见森林火灾造成的损失有多大。
森林火灾是世界性林业重要灾害之一，具有突发性，灾害的发生的随机性，在较短的时间内能造成较大的损失的特点，每年都有一定数量的发生，造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。
一旦有火灾发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。
如何实现森林防火工作的规范化、科学化、信息化，真正做到早发现、早解决火灾隐情。
数字化森林监控已成为及早发觉，排除森林火灾隐情的必要手段。
二、系统总体构成森林防火智能视频监控预警系统采用“边缘计算+AI”技术，在前端利用视频监控技术结合智能化的烟火识别技术，对数公里范围内的森林资源进行监测，通过智能化的森林防火预警手段，不仅可以实时监看和记录森林资源情况，而且采用了智能化的监测机制，通过智能化设备自动完成对森林资源的火灾监测和报警，辅助森林防火监测人员完成对森林资源的自动监测，是一种由传统的人工监测转变为由机器自动监测的智能化科技手段。
系统通过在运营商铁塔、现有的瞭望塔、新建铁塔或立杆等设施基础上，采用可见光和红外热成像智能双光谱识别系统、摄像机、长焦镜头及后端监测管理软件实现对森林防火区域可视范围内火情的“自动扫描、自动发现、自动报警、自动定位”。
双光谱识别系统能够克服雾霾天气对可见光摄像机成像的影响，以及红外摄像机抗遮挡能力差、图像不直观等单一智能识别系统存在的缺点，提高林火智能识别能力，达到全年、全天候的高效智能识别预警。
三、系统流程系统全天候24小时自动对前端林区进行扫描，当前端林区出现火情时，系统会自动识别火情并向后端监控中心发送报警信号，同时会将火点位置在地图上精确定位，一旦火灾确定，决策人员可以通过视频追踪、资源查询、火情推演、预案管理等功能进行扑救会商并制定详细的灭火作战方案，然后将灭火作战方案下发至各个执行单位，决策人员还可通过系统对人员、车辆、物资、通讯设备等进行指挥调度达到快速消灭火灾的目的。
天山西部林区森林防火监测系统的建设
监 测相 比 ，远 程林 火 视 频 监 控监 测 具有 监 测 范 围广 应侧 重 于林 区实 际分析 问题 ， 系 统 的专业 到 系 等优 势 。 从 统 的设计 思想 ， 系统建 设 的技术方 案 再到 系统 的科 从 森林 火 灾 智 能远 程 监测 是 在 第 三种 方 式 的基 础
四个卫星林火监测地面站 ， 分别是 国家林业局卫 星监测 森林 火灾 智 能远程 监测 具有火 情 自动识 别 、 响应 速 度 中心 、 西北卫 星监测分 中心 、 东北卫 星监测 分 中心 和西 快 、 夜都 可 以监 测 等 优 势 ， 能有 效 降低 监 控 管 理 昼 并
南卫星监测分中心， 适用于对我国全境的林火监测， 对 人 员 的劳动 强度 。
（ 下转 第 ４ ７页 ）
ｌ ■新疆林业 ２１． ３ ０２ ３■ ９ｍ
建符合森林防火 自身工作体系的防火管理信息系统 ， 时传 输 到森林 防火指 挥 中心 。与卫 星林 火监 测相 比 ， 建 设林火 视频 监测 系统 网络 ， 是天 山西 部林 区森 林 防 远 程林 火视 频 监 控监 测 具 有 火情 发 现 速度 快 、大火 火 的 总体发 展要求 。 小 火都 可 以监 测 、 受 天气 因素影 响等 优 势 ； 人工 不 与
森林保护
的重大损 失 和全球 性 的环境 污染 。 森林 火灾 具有 突发 较小的火灾以及天空有云雾遮挡等情况则无法监测。
人工监测是最普遍的林火监测方式 ， 天山西部林 林 森林 防火 一直 是林业 管 理工作 的重 点 和难 点 ， 它 区普遍 采用 的就是人 工监 测形 式 。 区建有林 火 监测 关系着 国家森林资源安全 、 环境保 护、 生态旅游以及 嘹望 塔 ，监 测人 员在 嘹望 塔上 对周边 森林 进行 观 察 ， 电台等 通信方 式报 告火 情 。人 人 民生命财产安全等国计 民生的方方面面。 在天 山西 发现 火情后 通 过 电话 、
山西天龙山自然保护区森林防火智慧监测系统架构及应用
收稿日期:２０２４－０１－１１作者简介:陈蓉(１９８６－)ꎬ女ꎬ汉族ꎬ山西省太原市人ꎬ硕士研究生ꎬ工程师ꎬ研究方向为森林草原防火ꎮ山西天龙山自然保护区森林防火智慧监测系统架构及应用陈㊀蓉(山西省森林草原防火技术服务中心ꎬ太原０３００１２)[摘㊀要]㊀通过构建森林防火智慧监测系统ꎬ解决山西天龙山自然保护区以传统可见光视频监控系统监测方式为主㊁卫星监测系统应用效率低下㊁智能烟火识别功能不健全㊁大数据预警监测能力不足等问题ꎮ森林防火智慧监测系统以物联网技术㊁云计算技术㊁大数据技术㊁低轨道卫星技术为依托ꎬ构建 端 边 云 协同林火监测架构ꎬ协同大数据处理中心ꎬ最大程度提高保护区森林防火监测能力ꎮ通过实践证实ꎬ森林防火智慧监测系统是一个具有高度智能化和可视化的监测平台ꎬ能够实现保护区森林火灾精准定位㊁信息快速响应㊁数据实时同步以及系统及时报警等功能ꎬ未来也将在森林资源监测㊁野生动植物保护㊁林业重点工程监管等领域得到广泛应用ꎮ[关键词]㊀森林防火智慧监测系统ꎻ 端 边 云 协同林火监测ꎻ大数据处理中心中图分类号:Ｓ７６２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００９－３３０３(２０２４)０２－００７６－０４ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｏｒｅｓｔＦｉｒｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｉｎＴｉａｎｌｏｎｇｓｈａｎＮａｔｕｒｅＲｅｓｅｒｖｅꎬＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅＣｈｅｎＲｏｎｇ(ＳｈａｎｘｉｆｏｒｅｓｔｇｒａｓｓｌａｎｄｆｉｒｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｅｒｖｉｃｅｃｅｎｔｅｒꎬＴａｉｙｕａｎ０３００１２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍꎬｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｖｉｄｅｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍꎬｌｏｗａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍꎬｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｒｅｗｏｒｋｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃ￣ｔｉｏｎꎬａｎｄｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｂｉｇｄａｔａｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｒｅｓｏｌｖｅｄｉｎＳｈａｎｘｉＴｉａｎｌｏｎｇｓｈａｎＮａｔｕｒｅＲｅｓｅｒｖｅ.ＴｈｅｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉｅｓｏｎＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｂｉｇｄａｔａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬａｎｄｌｏｗ－ｏｒｂｉｔｓａｔｅｌｌｉｔｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｂｕｉｌｄａｎ"ｅｎｄ－ｅｄｇｅ－ｃｌｏｕｄ"ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄａｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｂｉｇｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｅｎｔｅｒｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｔｈｅｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｒｏｔｅｃｔｅｄａｒｅａｓ.Ｐｒａｃｔｉｃｅｈａｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓａｈｉｇｈｌｙｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｎｄｖｉｓｕａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍꎬｗｈｉｃｈｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆａｃｃｕｒａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｏｆｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｓｉｎｐｒｏｔｅｃｔｅｄａｒｅａｓꎬｒａｐｉｄｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｄａｔａａｎｄｔｉｍｅｌｙａｌａｒｍｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍꎬａｎｄｗｉｌｌａｌｓｏｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｆｏｒｅｓｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇꎬｗｉｌｄｌｉｆｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬａｎｄｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎｏｆｋｅｙｆｏｒｅｓｔｒｙｐｒｏｊｅｃｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍꎻ"Ｅｎｄ－ｅｄｇｅ－ｃｌｏｕｄ"ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｆｏｒｅｓｔｆｉｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇꎻｂｉｇｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｅｎｔｅｒ森林火灾防控形势严峻ꎬ是全球重大环境问题之一ꎮ越来越多研究表明ꎬ林火已经成为影响大陆森林及其生物多样性的重要因素ꎬ该问题在全球范围内普遍存在ꎬ但是对于发展中国家而言ꎬ森林火灾防控形势更加严峻[１－２]ꎮ森林火灾发生原因多种多样ꎬ主要包括人为原因㊁自然因素和社会因素等[３]ꎮ人为原因主要指非法采伐㊁破坏森林环境等行为ꎮ自然因素主要是高温㊁低湿㊁高风㊁雷电等条件ꎬ加之烟尘等可燃物存在ꎬ可引发森林火灾[４－５]ꎮ社会因素一般指不良森林管理组织以及社会资源分配不均等原因ꎮ森林火灾监测系统可及时发现㊁识别和监控森林火灾ꎬ并根据监测结果提出火灾预警和应急管理指导建议ꎬ为森林消防和防灾减灾工作提供有效信息支持ꎮ但是ꎬ传统森林火灾监测系统主要基于传统烟雾监测技术㊁可见光视频监控系统ꎬ由于烟雾视角和距离有限ꎬ可能丢失较大范围内的火灾信息[６]ꎮ同时ꎬ森林环境㊁地形条件相对复杂ꎬ不可避免的存在潜在被掩盖的火灾点ꎬ一旦发生火灾ꎬ则容易快速蔓延ꎬ导致火势无法控制ꎮ也就是说ꎬ技术局限和环境因素ꎬ对森林火灾及时发现和有效处置带来一定限制ꎮ森林防火智慧监测系统可通过对林区气象条件变化监测ꎬ准确㊁及时发现并报告林区火灾类型㊁位置㊁火势强度㊁烟气特征等信息ꎬ同时根据实时火灾数据ꎬ合理研判林火发展趋势ꎬ指出火灾可能蔓延方向ꎬ为林火监控以及林区消防㊁应急救援提供信息支持ꎮ１㊀山西天龙山自然保护区概况山西天龙山自然保护区位于山西省太原市晋源区ꎬ属石质山系ꎬ总面积４.３万亩ꎬ森林覆盖率９０％以上ꎬ拥有丰富多样的野生动植物资源ꎬ是山西省生物多样性最丰富区域之一ꎮ保护区植被覆盖度高ꎬ且相对稳定ꎬ具有典型的北温带性质ꎮ保护区内分布有国家Ⅰ级重点保护野生动物褐马鸡㊁国家Ⅱ级重点保护野生动物苍鹰㊁雀鹰㊁大鵟㊁红隼㊁纵纹腹小鸮等ꎮ保护区气候属于暖温带大陆性季风气候ꎬ受季风影响ꎬ夏秋多雨并集中ꎬ冬春干旱多西北风ꎬ平均风速每秒２.１０ｍ~２.５０ｍꎻ年平均降水量４５９.５０ｍｍꎻ年平均气温５.０ʎＣ~１９ʎＣꎻ年无霜期１８０ｄ左右ꎻ年日照时数２５６３.８０ｈꎮ作为距离太原市区最近自然林地ꎬ天龙山自然保护区守护区域原生林态ꎬ成为城市重要生态屏障ꎮ近年来ꎬ保护区依托保护管理㊁科研监测㊁公共教育三项系列工程ꎬ建立 专职＋一般 护林模式ꎬ强化网格化管理ꎬ实施了视频和防火监控㊁红外相机㊁气象监测等技术手段ꎬ取得了较为明显成效ꎮ２㊀森林防火智慧监测系统架构２.１㊀ 端－边－云 协同林火监测架构本系统算法架构为 端－边－云 协同监测架构ꎬ在前端㊁边缘侧㊁云端分别部署不同算力和检测算法ꎬ通过分布式处理检测数据ꎬ每一层向上一层提供用于计算的数据ꎬ层层计算ꎬ达成协同检测㊁逐级识别㊁输出最终高精度结果的目标(如图１所示)ꎮ前端检测依靠前端设备ꎬ采集视频数据量大ꎬ且未经过任何处理ꎬ数量较为完整可靠ꎬ直接用于前端检测ꎬ输出的结果精度高㊁响应速度快㊁时延小ꎻ边缘识别中边缘侧部署较高算力ꎬ支持较为复杂的算法ꎬ同时接收多路前端检测提供计算结果ꎮ边缘侧支持 １对Ｎ 处理检测数据ꎬ可集群化管理前端视频ꎻ在云端复核中ꎬ云端具备超强算力ꎬ部署人工智能林火识别算法模型ꎬ对于前端以及边缘侧过滤后数据ꎬ毫秒级响应ꎬ输出超高精度计算结果[７－８]ꎻ监控视频通过前置林火视频分析器进行烟火一次检测ꎬ待检序列接入边缘识别服务器ꎬ进行第二次检测ꎬ再将检测结果将通过专网推送到云端进行烟火识别ꎬ并输出最终报警信息ꎮ大数据中心政务云是 端－边－云 协同林火监测系统关键组成部分ꎬ通过设置服务器ＡＩꎬ可直接接收多个终端所收集信息ꎬ并负责对数据和信息进行过滤分筛ꎬ实现核心数据集中处理ꎬ方便后期对森林防火预警模型算法进行优化ꎬ从而提高 端－边－云 协同林火监测模型自身算法精确性[９－１０]ꎮ注:１亩ʈ６６６.７ｍ２图１㊀监测架构设计 端 边 云 协同林火监测架构建设２.２㊀拓扑架构森林防火预警监测系统ꎬ由前端监测体系㊁传输体系㊁供电体系㊁后端识别及应急处置体系构成(其拓扑架构如图２所示)ꎮ前端监测体系为前端监测设备和初步检测机制ꎬ一般部署在铁塔或者其它支撑建筑上ꎮ前端设备具有信号强㊁传输损耗低等特点ꎬ在确保监测覆盖全地域的同时ꎬ也可应对复杂地形区域信号传输效果差问题ꎮ传输体系是前端与指挥中心之间传输基础ꎬ一般为专线传输或者无线网桥传输ꎬ同时支持二者混合传输ꎮ为降低布控成本ꎬ选择ＬｏＲａＷＡＮ网关传输ꎬ可理解为将ＬｏＲａ网关作为网络中继站ꎬ负责向云端传输本地数据ꎬ也可将云端数据发送到智能节点中ꎬ实现远程双方单向或双向数据传输与通讯ꎮ与传统地面生态环境监测方法相比ꎬ森林防火智慧监测系统更加灵敏ꎬ且提供信息支持㊁事件分析以及森林资源远程监测等服务ꎬ不仅能够及时发现隐蔽小火点ꎬ还能提供准确火势分布图及其条件环境等信息ꎬ在森林火灾防火监测中发挥关键作用ꎮ供电体系向前端监测设备及相应配置设施提供电力ꎬ可采用市电㊁太阳能等多种供电方式ꎮ后端识别及应急处置体系为指挥中心㊁云端等后置机构对视频信息㊁检测数据㊁告警信息进行处置的过程ꎬ用于视频管理㊁检测数据再度复核㊁核实和转发告警信息以及对火情的应急处置ꎬ是 端 边 云 协同林火监测中重要组成部分ꎬ具有智能分析和评估森林火险功能ꎮ图２㊀森林防火预警监测系统拓扑架构图３㊀森林防火智慧监测系统应用３.１㊀初期应用:智慧监测系统试行自然保护区森林面积大ꎬ覆盖率高ꎬ防火压力比较大ꎬ建设和应用森林防火智慧监测系统时ꎬ充分利用现有铁塔资源ꎬ重新布设视频监控点位２１个ꎬ并将起监控信号与智能监测系统进行连接ꎮ与此同时ꎬ成立应急指挥中心ꎬ配置电脑和大屏显示器ꎬ将２１个监控视频点位全部投射到屏幕上ꎬ一旦发现冒烟或起火点ꎬ智能监控系统自动对其进行识别ꎬ并实时捕捉动态画面ꎬ将预警信息同步传输给手机或ＰＣ端ꎬ便于工作人员对火情进行研判和处置ꎮ智慧监测系统取得在山西天龙山自然保护区部分区域取得试点经验后ꎬ开始在全保护区进行推广ꎬ根据实际需要ꎬ适当增加视频监控点位ꎬ基本上实现由传统人工巡查向智能视频监控的转变ꎮ３.２㊀推广应用:及时优化系统短板结合«全国森林防火规划»(２０１６－２０２５)中相关内容可知ꎬ在未来几年内ꎬ国家将陆续增加投资规模ꎬ不断加强森林防火预警监测系统建设ꎬ并对林火阻隔系统㊁信息指挥系统等进行完善ꎬ强化智慧监测系统建设与应用ꎮ从山西天龙山自然保护区森林防火智慧监测系统实际应用和运行状况看ꎬ虽然已经实现信息化智能监测预警ꎬ但是仍然存在一定误报情况ꎮ为提高森林火情监测效率ꎬ减少误报警ꎬ对 端 边 云 协同林火监测架构进行优化ꎬ在特定区域适当增加双光谱测温报警设备ꎬ形成红外线＋热成像全天候监测体系ꎬ大大提高火情报警准确性(系统优势如图３所示)ꎮ经过深入调研与考察ꎬ结合森林防火智慧监测系统试运行阶段经验ꎬ对原有系统平台进行升级ꎬ形成５Ｇ＋森林防火智慧监测平台ꎮ图３㊀系统架构优势图３.３㊀升级应用: ５Ｇ＋ 大范围铺开根据太原市森林防办要求和指导意见ꎬ对于基于 端 边 云 的协同森林防火智慧监测系统建设ꎬ山西天龙山自然保护区于２０２２年３月开始编制新方案ꎬ并就所需资金向市政府提出申请ꎮ新方案指出ꎬ为进一步加强保护区森林防火智能化发展ꎬ拟新建多个高点视频监控点位及前端智慧中心ꎬ并对现有监测调度指挥体系进行完善ꎮ根据计划ꎬ５Ｇ＋森林防火智慧监测平台已于２０２３年５月底全部建成并投入使用ꎮ高点视频监控点位是数字化预警系统功能实现的基础ꎬ需要增加摄像机数量ꎬ并在系统中增加实时视频采集㊁存储模块㊁视频分析模块㊁视频监测模块㊁视频报警模块等ꎮ摄像机主要用于实时监控森林火灾发展状况ꎬ实时将监控图像传输给视频采集及存储模块ꎻ视频分析模块主要用于森林火灾发展情况分析ꎬ视频监测模块主要用于监测火灾发生概率ꎬ并及时发出预警ꎮ视频报警模块主要功能是监测火灾发生后及时将报警信息传输给森林管理者ꎬ以便快速响应ꎮ４㊀森林防火智能监控系统应用趋势４.１㊀森林资源监测管理在保持原有智能监控系统不变前提下ꎬ根据不同林分特点ꎬ安装土壤温度㊁养分等传感器ꎬ这些传感器具备数据收集㊁处理及传输等功能ꎬ便于及时掌握林下土壤状况ꎮ同时ꎬ森林防火智能监控系统中配置远程视频设备ꎬ可用于林木生长状况数据收集及林区环境定期观测ꎬ例如在监测点位周围ꎬ选择具有代表性的林木ꎬ设置电子标签ꎬ监测和收集林木生长情况ꎬ如发现不利于林木生长因素ꎬ及时进行预防和干预ꎮ森林病虫害防治是森林资源监测重点管理内容ꎬ利用智能监控系统对林区病虫害情况进行监测和预警ꎬ可实现早发现早治理ꎮ４.２㊀林业重点工程监管经过优化的森林防火智能监控系统不仅在森林防火㊁森林资源管理㊁野生动植物保护中发挥重要作用ꎬ其逐渐完善的系统功能也能在林业重点工程建设监管中发挥关键作用ꎮ通常情况下ꎬ林业重点工程项目多指造林工程ꎬ一般采用小班作业ꎬ利用森林防火智能监测系统ꎬ对接相应管理平台ꎬ可及时记录和存储小班作业造林时间㊁造林树种㊁造林目等信息ꎬ并利用传感器㊁远程摄像头等装置对造林后临夏情况进行监测ꎬ为实现林业重点工程安全管理提供必要支持ꎮ５㊀结论森林防火智慧监测系统由多种传感器㊁数字图像技术㊁物联网节点㊁模式识别系统等组成ꎬ可实时监测森林火情ꎬ及时发现潜在风险ꎬ准确识别火源ꎬ并将相关信息上传给当地森林防火指挥部及林业部门ꎬ方便制定防火措施ꎬ提高森林防火监测精确度和及时性ꎮ同时ꎬ建立定制数据库ꎬ用于存储㊁分析和分发火情信息ꎬ实现数据可视化管理ꎮ森林防火智慧监测系统的应用ꎬ显著提高森林防火效率ꎬ节省森林防火监测成本ꎬ节约社会资源ꎬ实现智能化监控和管理ꎬ有助于降低森林火灾对社会经济及生态环境危害ꎮ参考文献[１]邓华平ꎬ杨洋ꎬ刘爱敏.林业消防中的 天空地人 一体化感知技术初探[Ｊ].林业科技通讯ꎬ２０２３(７):４９－５３. [２]胡艳南.塞罕坝机械林场大唤起分场森林防火模式探析[Ｊ].安徽农学通报ꎬ２０２３ꎬ２９(３):７７－８０. [３]徐海文ꎬ刘沙.基于铁塔的湖南省森林防火视频监控系统设计与实现[Ｊ].现代信息科技ꎬ２０２３ꎬ７(２):４２－４４ꎬ４８. [４]李健生ꎬ颜伟ꎬ刘福盛.远程视频监控技术在森林防火中的应用研究[Ｊ].林业调查规划ꎬ２０１９ꎬ４４(５):７７－８３. [５]王耀ꎬ贾刚ꎬ王小昆.嫩江市森林防火规划探讨[Ｊ].林业调查规划ꎬ２０２３ꎬ４８(１):１２５－１３０.[６]龚小平.智慧林业森林防火存在问题分析[Ｊ].森林防火ꎬ２０２２ꎬ４０(２):４１－４３.[７]于文章ꎬ王泽民ꎬ冯雪ꎬ等.浅谈数字赋能在森林防火工作中的应用[Ｊ].森林防火ꎬ２０２２ꎬ４０(１):２４－２６ꎬ３０. [８]彭晓晨.探究天然林保护工程中的森林防火相关措施[Ｊ].林业科技情报ꎬ２０２３ꎬ５５(３):８３－８５. [９]王孟欣ꎬ彭蓉ꎬ张承宇ꎬ等.基于规划实践的新时期森林防火工作启示 以湖北省森林防灭火 十四五 规划为例[Ｊ].森林防火ꎬ２０２２ꎬ４０(１):４１－４４.[１０]潘琪ꎬ周勇超.林业资源保护和森林防火管理对策研究[Ｊ].林业科技情报ꎬ２０２３ꎬ５５(３):８６－８８.。
森林防火监控报警系统设计方案
森林防火监控系统设计方案第一部分 ***保护区森林防火监控系统方案综述第一章前言随着造林事业的不断发展，林地面积、林业蓄积量逐年增加，防火工作是首要任务。
森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，年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、灾害发生地的随机性、短时间内能造成巨大损失的特点。
因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。
为此国内外都在预防、减少和控制森林火灾而努力。
为了早日实现森林防火工作的规范化、科学化、信息化，贯彻“预防为主，积极扑救的方针”，真正做到早发现，早解决。
林区森林防火监控工程是由监控系统的前端系统、传输系统、控制系统、显示系统、电源系统和铁塔组成，总体的管理权集中在林区的监控管理指挥中心，林区监控管理指挥中心系统提供整个系统的图像显示、远程控制功能，向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像。
林区监控管理指挥中心系统还具有向上级林业局和省林业厅接口的功能。
第二章森林资源无线监控系统设计简介1、计算机数字监控系统简介计算机数字监控系统是监控报警业界的新型产品，它将数字化视频图象记录与多画面图像显示功能和监视报警功能结合一起，现在正逐步取代传统模拟式多画面分割器和长时间录像机，具有灵活方便等特点。
与传统的监控系统所不同的在图像传输、信号控制和取电方式上。
图像传输及信号控制均采用了微波发射接收的方式，取电采用了太阳能和风能互补的方式。
在此基础上，采用高档的工业控制微机、PC工作站或者PC服务器，增加摄像机图像输入路数，提高多画面图像的显示速率、增加对云台和镜头的控制功能，配之以良好的人机交互界面，便构成了以计算机为核心的数字式监控报警系统。
2、森林防火监控系统简介2.1监控在森林防火中的作用（1）、森林防火电视监控以直观、真实、有效而被广泛应用在许多重点防范地区。
森林防火监测系统构建及应用分析
分析 ， 对 于病虫 害疾病 和乱伐现象进行监控 。
（ ３ ） 在林 业 重 点工 程 监 管 方 面 ， 重点林 业工 程项 目 例如长江防护林 工程 ， 往 往 是 小 班 作 业 为 单 位 进 行 作 业， 因此 可 以利 用 监 控 系 统 平 台 数 据 库 ， 对 于 小 班 的 造
工业与工程技术
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为未 来 类 似 火 灾 扑 救 提 供 参 考 依 据 。
个部分 。 ２ ． １ 安全 预 警 系统
３ 应 用 与 发 展趋 势
除 了在 林 业 防 火 的 应 用 之 外 ， 森 林 防 火 智 能 监 控
Ｅ Ｊ ２ ） ．
［ ２ ］刘少军， 甄久立． 智能视频监控 系统在森林 防火上 的应 用＿ ＿ ｊ ］ ． 林
远程指挥 。 ２ ． ４ 防火 数 据 分 析 系统 防火 数 据 分 析 系 统 的 主 要 功 能 是 统 计 分 析 ， 主 要 包括火灾发生事 前 、 事 中 的 预 警 信 息 发 布 和 火 灾 发 生
参 考文 献
［ １ ］白冰， 李晓娟 ， 翟慧 宁． 森林防 火视频监控 系统的应 用技 术探 究
延分析模型 。 ２ ． ２ 防 火 辅 助 决 策 系统 空 间 地 理 信 息 能 够 根 据 矢 量 数 据 生 成 的 三 维 高 程
境进行定期观测 ， 例 如可 以在 检测 点附近 选择 在有 代
表性的林木树干上粘贴标有树龄 、 树种 、 树 高 及 检 测 点
信 息 的 电 子标 签 ， 作 为 参 照 对 其 生 长 情 况 进 行 定 期 监 模型并提供三维数 字 地形模 拟模 型 ， 根 据地 理信 息系 测 ， 以便 对 于 不 正 常 环 境 现 象 能 够 提 早 发 现 。 同 时 森 统 中对 应 的采 集 站 坐 标 地 址 编 码 ， 通过 Ｇ Ｉ Ｓ系 统 实 现 林 病 虫 害 防治 站 也 可 以利 用 利 用 该 平 台 对 区域 内 病 虫 火 险 地 理 定 位 。火 灾 等 级 预 案 能 够 结 合 资 源 、 气 象 等 信息 ， 对 火 灾 的等 级 进 行 预 测 ， 还 可 以在 火 情 态 势 制 图 管 理 中显 示 由火 灾 发 生 林 区 周 边 的地 形 、 地 貌 以 及 地 上 林 业 资源 情 况 构 成 的场 景 图 ， 根 据 场 景 信 息 对 火 灾 发展状况和趋势进行预测 。
森林防火监测系统设计与实现
森林防火监测系统设计与实现近年来，森林火灾的频繁发生给人们的生命财产带来了极大的威胁，同时也对于生态环境的保护造成了重大的破坏。
为了及时发现和控制火情，开发一种稳定可靠的森林防火监测系统变得尤为重要。
一、背景介绍森林火灾由于其突发性，隐蔽性以及瞬间就会蔓延的特点，给消防救援带来了巨大的压力。
因此，森林防火监测系统的设计和实现具有重大的现实意义。
目前，国内外已有许多组织和单位，开展了防火监测方面的研究工作。
他们通常采用的是遥感技术，地图数据等手段来进行火情控制和监测，但是这种方法依然存在着一定的局限性。
因此，我们需要开发一种更加领先，更加高效的森林防火监测系统。
二、模块分析森林防火监测系统主要分为火情监测模块，信息传输模块，预警模块和灭火指挥模块。
这些模块分别具有不同的功能，相互协同起来才能实现整个系统的正常运行。
火情监测模块主要是通过传感采集来检测森林中出现的明火、烟雾、温度、湿度、风向等等，这些信号传回中心控制台进行分析。
信息传输模块则是用于处理传感器采集的数据，并对信号进行编码和解码，将数据传输到监控中心，实时进行监测和预警。
预警模块是针对出现火情以后的预警系统。
当系统检测到有火情时，会启动报警设备，警报声音会触发自动门、消防器材、控制中心等多个设备的联动，并发送预警给各个相关部门。
灭火指挥模块是针对出现火情之后的应急处理，通过监测设备收集的实时数据分析，发出针对性的指挥调度，火灾扑灭后通过系统集成，实现多视角记录、同时记录、实时回放、灭火效果分析等过程，为后续形成完善的灭火方案和改善工作提供一个依据。
三、技术方案1.物联网物联网技术，就是将各种设备、实体、信息等统一进行互联，实现数据和信息的传输和共享。
在森林防火监测系统中，我们可以利用物联网技术将传感器、摄像机、门禁、报警器等等设备联网，在数据传输和设备控制上实现无缝衔接并且快速响应。
2.大数据随着传感器网络不断地发展，几乎所有设备和系统都产生了大量的数据，如何高效地管理、存储和分析这些数据成了一项重要的工作。
基于无人机的森林火灾在线监测系统
基于无人机的森林火灾在线监测系统一、系统概述随着科技的发展，无人机技术在各个领域得到了广泛的应用。
特别是在森林火灾监测领域，无人机因其灵活性和高效性，成为了一种重要的监测工具。
基于无人机的森林火灾在线监测系统，是一种利用无人机搭载的传感器和通信设备，实时监测森林火灾情况，并及时将信息反馈给指挥中心的系统。
1.1 系统核心特性基于无人机的森林火灾在线监测系统的核心特性主要包括以下几个方面：- 高机动性：无人机可以快速部署到火灾现场，不受地形限制，能够迅速获取火灾现场的第一手资料。
- 实时监测：系统能够实时收集火灾现场的图像和数据，并通过无线通信技术实时传输给指挥中心。
- 高精度定位：无人机搭载的GPS定位系统能够精确定位火灾位置，为火灾扑救提供准确的地理信息。
- 数据分析：系统能够对收集到的数据进行实时分析，评估火灾的发展趋势，为决策提供依据。
1.2 系统应用场景基于无人机的森林火灾在线监测系统的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 火灾预警：系统可以实时监测森林中的异常情况，一旦检测到火灾迹象，立即发出预警。
- 火灾扑救指导：系统提供的实时数据和图像可以帮助指挥人员了解火灾现场情况，指导火灾扑救工作。
- 灾后评估：火灾扑灭后，系统可以对火灾现场进行评估，为灾后重建提供数据支持。
二、系统构建构建基于无人机的森林火灾在线监测系统是一个复杂的过程，需要考虑无人机的选择、传感器的配置、通信技术的应用等多个方面。
2.1 无人机选择无人机的选择是系统构建的第一步。
需要根据监测任务的需求，选择合适的无人机。
无人机的选择需要考虑以下几个因素：- 飞行时间：无人机的飞行时间需要足够长，以保证在火灾现场的持续监测。
- 载荷能力：无人机需要有足够的载荷能力，以搭载必要的传感器和通信设备。
- 飞行稳定性：无人机需要有良好的飞行稳定性，以保证在复杂环境下的稳定运行。
2.2 传感器配置传感器是系统获取火灾信息的关键设备。
卫星林火监测系统在森林防火中的应用
机 系统建立模 型 ， 有助 于预测气候 的变化 ； 、 过提供 观测 ３通 资料 ，提高对灾害天气在时 间和地理分布上 的预报能力 ；、 ４ 利用 Ｔ Ｒ Ａ数据 ， ＥＲ 改进季节性和年度天气预报 ； 、 ５ 进～步开
３ 一 ４
Ｍ ＤＳ０ ｍ分 辨率 Ｃ ７资料 ， 以更清楚 的显示火点信 息 ， ＯＩ ０ ５ Ｈ 可 提 高监测精 度和准 确度 ， 提高监 测频率 ， 火扑救 提供 更 为林 加详 细 、 准确 的火灾 图像 ， 同时 为林 业和其 它专业 的使 用提
力 ；、 ３ 大范 围观测 ： 描观测 宽度 达 ２ ３ 扫 ３ ０公里 ；、 ４ 每天 可覆
气象卫星。Ｎ Ａ Ｏ Ａ系列气象卫 星过去 为森林火灾 的监测提供
了可靠 、 稳定 的服务 。Ｆ 一 系列卫星 的不稳定性给 当前 的卫 Ｙ１
盖全 国多频次观测 ； 、 精度观测 。 ５高 显而易 见；Ｏ Ｍ ＤＳ资料无论在空 间分辨 率 、时 间 ＥＳ ＯＩ 分辨率 和光谱分辨率等方 面有其独特的长处 。 Ｏ Ｉ丰 富的 Ｍ ＤＳ 多光谱观测 资料可同时用于加工处理 多种大气 、 陆表和海洋
亮 温来进行积雪 、 冰覆盖 、 冰面温度 、 温度和各类植 被指 陆地
数及火灾监测等 。通过这些监测能力 的应用 ， 实现对火头 、 火
计划 。 Ｏ 计划是 由一系列低轨道大型卫 星平台装 载先进仪 ＥＳ
三道口林场森林防火(资源监管)“空天地人”四位一体监测系统方案
目录1.前言 (1)2.需求分析 (4)2.1.森林资源防火监测需求分析 (6)2.2.卡口监测系统需求分析 (10)2.3.无人机监测系统需求分析 (12)2.4.护林员巡查与管理系统需求分析 (13)2.5.野生动物监测需求分析 (14)2.6.环境监测系统需求分析 (14)2.7.传输网络需求分析 (15)2.8.指挥中心需求分析 (16)3.建设目标 (17)4.建设原则及标准 (18)4.1.建设原则 (18)4.2.建设依据及标准 (19)5.森林防火（资源监管）“空天地人”四位一体监测系统总体技术框架 (20)6. 森林防火（资源监管）“空天地人”四位一体监测系统详细设计 (22)6.1.前端监测与采集系统设计 (23)6.1.1.前端智能化烟火预警监测基站 (23)6.1.1.1.智能化预警监测终端 (24)6.1.1.2.供电系统 (30)6.1.1.3.防盗报警及对讲系统 (32)6.1.1.4.防雷接地系统 (36)6.1.1.5.铁塔基建系统 (37)6.1.2.卡口监测系统 (40)6.1.2.1.车辆抓拍监测系统 (41)6.1.2.2.人员抓拍监测系统 (47)6.1.3.护林员巡查及管理系统 (52)6.1.4.无人机动态监测系统 (54)6.1.4.1.系统组成 (55)6.1.4.2.功能介绍 (55)6.1.4.3.产品介绍 (56)6.1.5.野生动物保护监测系统 (59)6.1.6.生态环境数据监测系统 (66)6.2.传输网详细设计 (68)6.2.1.传输网络选型 (68)6.2.2.传输网络配置 (70)6.2.3.传输网络路由 (72)6.3.指挥中心设计 (76)6.3.1.一体化平台 (77)6.3.1.1.森林防火预警系统 (77)6.3.1.2.森林防火应急指挥决策系统 (85)6.3.2.大屏展示系统 (117)6.3.3.会议及扩声系统 (119)6.3.4.通信调度系统（IP电话） (135)6.3.4.1.系统组网 (135)6.3.4.2.业务功能 (138)6.3.4.3.指挥调度相关应用 (146)6.3.4.4.主要设备介绍 (147)6.3.5.后端硬件设备（服务器、客户端、报警对讲设备） (152)6.3.6.网络及辅助保障设备 (160)6.3.7.与其他系统平台对接 (167)6.3.8.综合布线系统 (167)6.3.9.静电地板 (169)6.3.10.防雷接地系统 (170)1.前言森林防火（资源监管）“空天地人”四位一体监测在林业中的应用已经从零散的点的应用发展到融合的全面的创新应用，随着现代信息技术的逐步应用，能实现林业资源的实时、动态智能化监测和管理，更透彻地感知摸清生态环境状况、遏制生态危机，更深入地监测预警事件、支撑生态行动、预防生态灾害。
林火监测的主要方法
林火监测的主要方法林火是森林生态系统中常见的灾害之一，一旦发生林火，不仅会给生物多样性造成严重影响，还会对人类的生命财产造成威胁。
因此，及时监测并有效应对林火至关重要。
那么，林火监测的主要方法有哪些呢？一、卫星监测卫星监测是目前林火监测的主要方法之一。
通过卫星搭载的红外传感器、热红外、雷达等设备，可以实时监测森林火情的蔓延情况和火势大小。
通过卫星图像，可以精确掌握火灾的位置、范围和热量强度，为火灾扑救提供重要信息。
二、无人机监测随着科技的发展，无人机监测逐渐成为林火监测的新兴方式。
无人机可以在空中对森林进行巡查，及时发现火情；同时，无人机还可以搭载高清摄像头、红外线相机等设备，对火势进行实时监测，为灭火工作提供支持。
三、传感器监测在森林内部安装各类传感器也是一种重要的监测手段。
通过传感器监测森林内部的气温、湿度、风向等参数，可以预测火灾的发生可能性；同时，传感器还可以及时感知火情，为扑救提供重要数据支持。
四、地面巡查除了高科技手段，地面巡查也是林火监测的重要方法。
森林管理部门会派遣专业人员定期巡查林区，发现火灾迹象时及时报警。
地面巡查不仅可以快速发现火情，还可以实地确认火情扑救难度，为后续灭火工作做好准备。
综上所述，林火监测是一项涉及多方面的工作，需要利用多种方式相结合，及时有效地监测和应对林火。
只有做好林火监测工作，才能最大程度减少林火带来的损失，保护好我们的森林资源。
希望各级林业部门和科研机构能够加强合作，共同推动林火监测技术的不断创新和完善，为森林生态的保护贡献自己的一份力量。
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2 审查当前的林火监测系统
在下面的小节中，我们将简要地回顾显示器和林火监测的共同方法。
2.1 口头的林火监测系统
口头的林火监控系统广泛应用于世界上(abarquez，murshed，2004)。
它是一个人类群落基地林火检测系统，——利用人际沟通传送林火信息。
因此，如果林火发生时，一个警告信息是通过人类传播链输送和达到消防部门或急救中心。
这些连锁店将活跃于积极的重要事件中。
联合国的研究指出，许多人际交往链可以通过人际沟通（联合国DRO/22/76司，1986年）形成的。
该系统的功能都列于表1。
口头林火监控系统的利与弊总结在表2。
表1 口头林火监测系统的特征
监测通道通信媒介通信技术
人人类沟通链电话
电报
无线电
传真
表2 口头林火监测系统的利弊
优点缺点
系统易于开发发送报警信息不准确
系统不需要维修报警信息可能无法及时发送
可能失踪报警信息
详细信息例如位置，温度不能恰当准时地被公布
2.2 消防手表塔林火监测系统
当提到林火探测系统，消防手表塔最有可能想到的飞跃（卢克和麦克阿瑟，1978）。
森林大火手表塔被建成一个能提供稳定的金字塔形状，和一个在机舱的顶部，在那里有一个检查员定位现场火。
塔楼通常高10-20米，并且被兴建在平顶山上，或者30-40米高的话通常建在很平坦的地形上，通过周围树的覆盖提供一个好的视角。
有些设备在客舱里可以提供便利的检测，记录信息和交流。
当观察员发现火灾时，他们引导指针的方位角，报告一个森林区划分，或者通过电话或无线电发射机报告到森林企业办公室(卢克，麦克阿瑟，1978)。
该系统的工作过程描述如下：
一个机灵聪明的林火监测和检测系统采用的是GSM技术221
•一个观察员检测到火灾，并注意到火方向方位角，按摩是一个警告，然后发送到森林部或通过电话或无线电发射机到森林企业办公室
•办公室使用森林地图确定火的地方。
本火灾监测系统的特征在表3。
火灾的优点和手表塔监控系统缺点列于表4.
表3火灾手表塔监控系统的特征
监测通道通信媒介通信技术
森林大火手表塔人（观察员）电话
和观察员无线电
传真
表4 消防手表林火监测系统的利弊
优点缺点
早期为发现火有更好的能见度系统探测森林大火的手表塔成本高
该塔的工作范围是有限的（〜18公里）
观察员可发送报警信息不准确
观察员只能发送方位角到办公室，所以办公
室需要确定火的位置，所以要花费一些时间2.3 地面空中林火监测系统的巡逻
土地由林农和临时火焰卫士进行巡逻。
这些人进行森林火灾探测，全面保护和控制，他们除了正常的日常工作（钟和金，2008）之外。
还巡逻到个人通信基站的信息，如定期防火纠察队。
因此，当林火发生时，正在巡逻的个人在火塔用无线电和其总部（卢克和麦克阿瑟，1978年）联系。
空中的的巡逻要求聘请一个从空中侦察的巡逻飞机。
虽然这种做法是昂贵的，但它一般用来提高其他检测方法（卢克和麦克阿瑟，1978年）。
空中巡逻通常用于特殊用途，例如，在提供额外的检测火灾的危险时期。
该系统主要工作流程开始于地面或空中巡
逻的林火探测，然后向消防手表塔或森林企业办公使用无线电。
这种林火检测系统的功能都列在表5。
地面和空中巡逻林火监测系统的优点和缺点列于表6。
表5地面和空中巡逻监察系统的特点
监测通道通信媒介通信技术
巡逻飞机人（观察员）无线电
消防手表塔。