數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)在森林防火中的運(yùn)用分析

陳潔

森林火情的發(fā)生不僅會(huì)造成巨大的林業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還嚴(yán)重危害到周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用有效降低了此類災(zāi)難發(fā)生的可能性。本文將從數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)定義出發(fā)，討論其在煙霧識(shí)別、數(shù)據(jù)整理、視頻監(jiān)控、中控管理、資源定位等方面的應(yīng)用，為提升相關(guān)工作效率做出理論幫助，

一、 數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)定義

傳統(tǒng)的森林預(yù)警都是由相應(yīng)工作人員負(fù)責(zé)，工作進(jìn)度開展較為緩慢，工作效率較低，并且受到能力約束所以無法保障方面性與精準(zhǔn)性，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)信息后不能實(shí)現(xiàn)第一時(shí)間的傳達(dá)。森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較大，且蔓延速度快，突發(fā)性強(qiáng)。因此預(yù)防工作難以開展，一旦發(fā)生大規(guī)模災(zāi)難則對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)與群眾生命安全都會(huì)造成不可估量的危害。數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)是目前應(yīng)用效果比較良好的事前控制手段，2016年我國林業(yè)部門出臺(tái)了《林區(qū)數(shù)字監(jiān)控技術(shù)規(guī)范》，該文件也傳達(dá)出國家對(duì)于林業(yè)數(shù)字化預(yù)警的重視，數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)成建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，所以其具有高效率、高精準(zhǔn)度、無線信息交流等優(yōu)勢，能夠?qū)馂?zāi)可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)察，并第一時(shí)間反饋到中央計(jì)算機(jī)中，最大程度上減少災(zāi)害帶來的危害，將險(xiǎn)情約束在小范圍內(nèi)。目前分析已經(jīng)投入使用的數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)可知，其采取了GIS。GPS技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，通過GIS完成對(duì)森林資源位置的精確定位，方便第一時(shí)間傳達(dá)火情形式，為工作人員開展后續(xù)撲滅工作提供堅(jiān)實(shí)有力的數(shù)據(jù)支持。

二、數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

（一）火災(zāi)煙霧識(shí)別

分析實(shí)際火災(zāi)煙霧識(shí)別效果可發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)中應(yīng)用到了紅外線呈像技術(shù)、可見光能識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)自動(dòng)化搜索技術(shù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)以及基數(shù)補(bǔ)償技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖像的全方位提取，當(dāng)前很多數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)中還結(jié)合了人工智能技術(shù)，在識(shí)別到火災(zāi)、煙霧情況時(shí)能夠自動(dòng)判斷其濃度、成分、位置。目前煙霧識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)能夠做到對(duì)比度控制在5%以下，且對(duì)目標(biāo)識(shí)別精準(zhǔn)度高達(dá)99%，能夠高效監(jiān)控預(yù)警，煙霧火焰識(shí)別功能不受外界環(huán)境因素影響，具有良好的適應(yīng)能力，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生目標(biāo)范圍定位速度較快，信息可完成在線傳輸，最大程度上保證全方位的監(jiān)控。

（二）森林?jǐn)?shù)據(jù)整理

數(shù)據(jù)整理功能包含了數(shù)據(jù)集成、歷史資料存檔查詢、數(shù)據(jù)分析等多個(gè)內(nèi)容，做好數(shù)據(jù)整理能夠?yàn)榱謪^(qū)管理工作建立起充沛的數(shù)據(jù)庫，在前期進(jìn)行資料集成工作時(shí)，首先要確定范圍內(nèi)樹木種類及分配情況，對(duì)動(dòng)物種群也要做好調(diào)查，日常管理是要定期用無人機(jī)巡邏，拓寬數(shù)據(jù)收集渠道。技術(shù)人員可以根據(jù)地下、地面動(dòng)植物分布情況來討論區(qū)域內(nèi)光照情況、溫濕度等信息。另外干燥季節(jié)、特殊節(jié)假日時(shí)更要做好數(shù)據(jù)監(jiān)控工作，提高巡邏密度。目前我國已經(jīng)有部分地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)在林區(qū)范圍內(nèi)對(duì)多類型數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，例如：樹木情況、植物資源分布圖等等，技術(shù)人員可以以此為基礎(chǔ)，分層建立監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)綜合性防火。

（三）區(qū)域視頻監(jiān)控

從林區(qū)覆蓋范圍來看，其占地面積較廣，監(jiān)控設(shè)施對(duì)應(yīng)分布跨度也比較大，各個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)之間圖像傳輸效率有待提升，受到距離約束，傳統(tǒng)森林監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)整合效果并不理想，資料運(yùn)作周期性較長。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展勢頭良好，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、微波傳輸、在線監(jiān)控等性能已經(jīng)逐漸改變監(jiān)控應(yīng)用模式，區(qū)域視頻監(jiān)控是目前反饋效果較好的一種森林防火預(yù)警技術(shù)，通過云臺(tái)基站提供基礎(chǔ)支持，利用三維傳輸技術(shù)明確經(jīng)度、維度等精準(zhǔn)化的地理位置，最終判斷確切的坐標(biāo)數(shù)值。視頻監(jiān)控運(yùn)行時(shí)，可把攝像頭安裝在云臺(tái)上，充分對(duì)火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)采取動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，為撲救工作提供清晰的畫面支持。另外標(biāo)繪性能可以對(duì)視頻監(jiān)控起到輔助作用，整合火災(zāi)視頻地點(diǎn)與地圖位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的在線確定，在視頻中把位置精準(zhǔn)到以“秒”為單位，工作人員利用標(biāo)繪位置對(duì)照火災(zāi)形勢，采取高效的救火措施，進(jìn)一步提高控制效率。

（四） 中央控制管理

中央控制管理能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)預(yù)警系統(tǒng)中所有性能的集成化管理，將視頻檢測、圖像反饋、IP位置確認(rèn)都設(shè)置為獨(dú)立單位模塊，并把這些模塊整理到計(jì)算機(jī)平臺(tái)中，僅需在終端就能對(duì)目標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行操作，加強(qiáng)數(shù)字化火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)所有性能之間的聯(lián)動(dòng)效果，對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行規(guī)范化控制，提高整體監(jiān)控性能。

（五） 林業(yè)資源定位

上文中提到GPS、GIS等技術(shù)在數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)中可起到重要作用，GPS能夠在煙霧識(shí)別基礎(chǔ)上第一時(shí)間確定出位置坐標(biāo)，通過衛(wèi)星定位判斷方向，而且當(dāng)前GPS應(yīng)用方式較為多樣，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部定位，同時(shí)技術(shù)人員可以手持GPS設(shè)備對(duì)災(zāi)情位置進(jìn)行判斷，使人員調(diào)度、設(shè)備組裝等工作效率都能得到提高，與視頻監(jiān)控內(nèi)容相結(jié)合，現(xiàn)場指揮人員更容易做出正確判斷，確保救援路徑有效。GIS也被稱為遙感技術(shù)，其應(yīng)用條件更簡單，由于火災(zāi)位置檢測不具備高度要求，所以GIS僅需要分析火災(zāi)地面投影參數(shù)即可確定經(jīng)緯度方向，同時(shí)還能夠自動(dòng)上傳災(zāi)情數(shù)據(jù)到資料庫中，方便日后防火工作的開展。