森林防火(資源監(jiān)管)“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

10森林防火〔資源監(jiān)管〕森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案前言森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)在林業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)從零散的點(diǎn)的應(yīng)用進(jìn)展到融合的全面的創(chuàng)應(yīng)用，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的逐步應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)林業(yè)資源的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)智能化監(jiān)測(cè)和治理，更透徹地感知摸清生態(tài)環(huán)境狀況、遏制生態(tài)危機(jī)，更深入地監(jiān)測(cè)預(yù)警大事、支撐生態(tài)行動(dòng)、預(yù)防生態(tài)災(zāi)難。森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指充分利用視頻監(jiān)控、林火智能分析、紅外感應(yīng)、移動(dòng)手持、無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星熱點(diǎn)、生態(tài)監(jiān)測(cè)、無(wú)線傳輸?shù)刃畔⒓夹g(shù)，通過(guò)物聯(lián)化、智能化的手段，形成林業(yè)立體感知、治理協(xié)同高效、生態(tài)價(jià)值凸顯、效勞內(nèi)外一體的林業(yè)進(jìn)展模式。森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)的核心是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建立一種智能化立體進(jìn)展的長(zhǎng)效機(jī)制，實(shí)現(xiàn)林業(yè)高效高質(zhì)進(jìn)展。森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)是增加林業(yè)進(jìn)展質(zhì)量、促進(jìn)林業(yè)可持續(xù)進(jìn)展的重要支撐和保障。對(duì)林業(yè)森林資源防火、防盜、護(hù)林、生態(tài)等智能化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，則需要森林防火〔資源監(jiān)管〕監(jiān)測(cè)由過(guò)去的扁平化單一監(jiān)測(cè)向立體化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變，對(duì)森林資源實(shí)行基于太空衛(wèi)星熱點(diǎn)大面積間隔動(dòng)態(tài)熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)和高空無(wú)人機(jī)巡護(hù)按需動(dòng)態(tài)偵查監(jiān)測(cè)構(gòu)成的空、天一體無(wú)遮擋高空監(jiān)測(cè)，對(duì)森林資源基于高山或視野開(kāi)闊區(qū)域的大范圍定點(diǎn)連續(xù)動(dòng)態(tài)管護(hù)監(jiān)測(cè)和對(duì)森林資源重點(diǎn)路口小范圍定點(diǎn)2種定點(diǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)森林資源管護(hù)人員配備手持終端進(jìn)展大范圍移動(dòng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的1種移動(dòng)動(dòng)態(tài)巡護(hù)監(jiān)測(cè)。從而構(gòu)建立森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。林業(yè)主要任務(wù)是強(qiáng)化森林資源保護(hù)：加強(qiáng)資源保護(hù)、完善管護(hù)模式等，其管護(hù)的核心任務(wù)是：防火、防盜、護(hù)林等具體事項(xiàng)，承受森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要解決以下問(wèn)題：n“空、天”監(jiān)測(cè)模式：1〕天空衛(wèi)星熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)三道口林場(chǎng)總面積57699畝〔不含場(chǎng)帶村組〕，其中：生態(tài)公益林面積40351畝〔國(guó)家級(jí)19671畝，省級(jí)20680畝〕，商品林面積14647畝〔一般用材林92475400畝〕，2701畝?；盍⒛拘?2.59萬(wàn)m3。立竹180萬(wàn)根。如何能夠從整體上把握全場(chǎng)全部森林資源管護(hù)監(jiān)測(cè)，則需要通過(guò)高空熱點(diǎn)衛(wèi)星才能夠?qū)崿F(xiàn)大面積監(jiān)測(cè)要求，而國(guó)家林業(yè)局熱點(diǎn)衛(wèi)星則具備全天到熱點(diǎn)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在國(guó)家林業(yè)局?jǐn)?shù)據(jù)中心，由于熱點(diǎn)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)某一區(qū)域存在時(shí)間間隔，既上一次監(jiān)測(cè)到下一次監(jiān)測(cè)存在時(shí)間間隔，所以治理單位可通過(guò)數(shù)據(jù)中心提取上一次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)智能分析從而了解全場(chǎng)全部森林資源管護(hù)狀況，由于屬于高空監(jiān)測(cè)所欲無(wú)遮擋監(jiān)測(cè)面積大，格外適宜某些不易覺(jué)察的區(qū)域發(fā)生林火監(jiān)測(cè)，是一種先進(jìn)高效林火監(jiān)測(cè)手段。2〕高空無(wú)人機(jī)偵查監(jiān)測(cè)三道口林場(chǎng)森林資源分布零散，地形簡(jiǎn)潔，一旦遇到林火報(bào)警，需要安排相關(guān)人員前往火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)偵查，往往需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能到達(dá)火場(chǎng)，從而貽誤時(shí)機(jī)，同時(shí)偵查人員到達(dá)火場(chǎng)由于受視野局限性，很難全面把握火場(chǎng)時(shí)機(jī)狀況。從而造成既耽誤時(shí)間又不能全面了解火場(chǎng)狀況，針對(duì)存在的問(wèn)題可實(shí)行高空無(wú)人機(jī)偵查，通過(guò)無(wú)人機(jī)空中快速飛行到達(dá)火場(chǎng)上空，通過(guò)高空無(wú)遮擋拍攝可以全面了解火場(chǎng)狀況，并為進(jìn)一步應(yīng)急指揮調(diào)度提供牢靠的依據(jù)。同時(shí)可以在撲滅林火后安排無(wú)人機(jī)巡航對(duì)撲滅區(qū)域做紅外熱源探測(cè)，防止撲滅區(qū)域內(nèi)部的火源復(fù)燃，從而提高撲救效率。高空無(wú)人機(jī)還可以采集林區(qū)圖像信息，用于病蟲(chóng)害防治。n人員移動(dòng)巡護(hù)監(jiān)測(cè)模式：森林資源人工護(hù)林巡護(hù)是保護(hù)森林資源管護(hù)的重要途徑之一，在有效治理好三道口林場(chǎng)的護(hù)林員巡護(hù)職責(zé)，對(duì)保護(hù)森林資源管護(hù)具有重要作用，由于基層的護(hù)林員大多數(shù)都是當(dāng)?shù)仄刚?qǐng)的非專職人員，是否能夠依據(jù)林業(yè)要求按時(shí)按要求完成巡護(hù)，根本沒(méi)有治理手段可以考核，從而造成局部重要林區(qū)存在護(hù)林巡護(hù)的存在真空期，一旦發(fā)生林火、盜竊大事也很難追查的狀況存在?；诖嬖诘膯?wèn)題，實(shí)行為護(hù)林員配置手持移動(dòng)終端，通過(guò)GPS或北斗實(shí)時(shí)定位監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)定位數(shù)據(jù)通過(guò)營(yíng)運(yùn)商移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳回到監(jiān)控中心地理信息系統(tǒng)顯示移動(dòng)軌跡，通過(guò)設(shè)定每個(gè)護(hù)林員護(hù)林巡護(hù)軌跡比照實(shí)際巡護(hù)軌跡考核護(hù)林員每天工作狀況。為有效治理護(hù)林員供給有力的手段。由于手持終端具備拍照、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)傳輸，所以手持終端還可以為護(hù)林員供給應(yīng)急通訊、大事照片上傳等有用功能。n地面監(jiān)測(cè)模式：1〕大范圍定點(diǎn)連續(xù)動(dòng)態(tài)火源監(jiān)測(cè)基于現(xiàn)階段三道口林場(chǎng)的森林資源防火主要是以宣傳教育和人工巡護(hù)為主，由治理部門(mén)安排護(hù)林員或其它人員對(duì)重點(diǎn)時(shí)段、重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)展人工巡查和治理、日常工作防范以護(hù)林員進(jìn)入林區(qū)巡護(hù)為主、建立撲救隊(duì)等措施。依據(jù)大多數(shù)地方的實(shí)際狀況分析，有限的護(hù)林員面對(duì)大范圍的林區(qū)資源進(jìn)展巡護(hù)時(shí)，很難做到較大范圍的巡查掩蓋，而且大多數(shù)林區(qū)的道路條件不好，到達(dá)每個(gè)遠(yuǎn)眺塔需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，無(wú)論是巡查掩蓋范圍還是時(shí)效性都不能滿足現(xiàn)階段日益增長(zhǎng)的林區(qū)人員活動(dòng)的監(jiān)護(hù)巡查需要。往往實(shí)際狀況是，每天都在巡護(hù)，而因人員活動(dòng)引起的火災(zāi)卻時(shí)有發(fā)生，造成這種狀況的緣由是基于人工方式林區(qū)巡護(hù)監(jiān)看主要缺點(diǎn)有，一是人的眼睛可視的范圍較小，即使通過(guò)遠(yuǎn)眺塔能夠到達(dá)的可視距離和范圍是有限的無(wú)法對(duì)大面積的林區(qū)資源實(shí)現(xiàn)觀看，二是護(hù)林員巡查的路徑所掩蓋的林區(qū)是有限的，巡查路徑和時(shí)間相對(duì)固定，而進(jìn)取林區(qū)的人或者游客無(wú)論是路徑還是時(shí)間都存在很多不確定，可能造成每天都在巡護(hù)，而因人員活動(dòng)引起的火災(zāi)及林木砍伐卻時(shí)有發(fā)生的狀況?；谌揽诹謭?chǎng)存在的問(wèn)題進(jìn)展分析，針對(duì)森林防火的有效的手段是能夠?qū)α謪^(qū)的資源進(jìn)展大范圍、大視野24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)ψ詣?dòng)覺(jué)察林區(qū)內(nèi)的有火或者有煙的時(shí)候自動(dòng)報(bào)警，并且能夠?qū)⒒瘘c(diǎn)的位置能夠定位，通過(guò)這種方式可以解決因人工護(hù)林造成的森林防火缺乏的狀況。一種有效的解決手段是利用視頻監(jiān)控技術(shù)結(jié)合智能化的煙火識(shí)別技術(shù)，對(duì)數(shù)公里范圍內(nèi)的森林資源進(jìn)展監(jiān)測(cè)的一種方式，通過(guò)智能化的森林防火預(yù)警手段，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)看和記錄森林資源的狀況，同時(shí)由于承受了智能化的監(jiān)測(cè)機(jī)制，可以通過(guò)智能化設(shè)備自動(dòng)完成對(duì)森林資源的火災(zāi)監(jiān)測(cè)和報(bào)警，關(guān)心森林防火監(jiān)測(cè)人員完成對(duì)森林資源的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，由傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓹C(jī)器自動(dòng)監(jiān)測(cè)的智能化科技手段，一旦遇到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警，準(zhǔn)時(shí)通知相關(guān)的工作人員的一種先進(jìn)合理的預(yù)警機(jī)制，承受這種預(yù)警機(jī)制可以為現(xiàn)階段森林防火預(yù)警供給一種格外有效的解決方法。通過(guò)大范圍、大24小時(shí)實(shí)時(shí)智能監(jiān)測(cè)系，可實(shí)時(shí)了解林區(qū)信息，通過(guò)視頻圖像第一時(shí)間覺(jué)察林區(qū)蟲(chóng)害。2〕小范圍定點(diǎn)林區(qū)進(jìn)出口連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)三道口林場(chǎng)防火、防盜目前主要是以在主要路段設(shè)置檢查站對(duì)過(guò)往車輛進(jìn)展攔截檢查以及護(hù)林員巡山的方式進(jìn)展防盜，而重點(diǎn)林區(qū)的森林中有較多貴重樹(shù)木且價(jià)格昂貴，盜竊者往往因利益鋌而走險(xiǎn)在非巡護(hù)時(shí)間進(jìn)展瘋狂盜竊貴重樹(shù)木并通過(guò)人工搬運(yùn)的方式將樹(shù)木偷運(yùn)出去，從而為國(guó)家造成重大損失。所以基于傳統(tǒng)的防盜方式已不能滿足三道口林場(chǎng)防盜要求。針對(duì)森林資源防盜的有效手段是在林區(qū)關(guān)鍵大路部署具備車輛牌照自動(dòng)抓拍的卡口監(jiān)控，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)抓拍進(jìn)出林區(qū)的車輛，為日后執(zhí)法供給依據(jù)，在林區(qū)內(nèi)主要人行道路設(shè)置宣傳警示抓拍設(shè)備，通過(guò)警示抓拍設(shè)自動(dòng)感應(yīng)進(jìn)入林區(qū)的人，一旦覺(jué)察有人進(jìn)出林區(qū)，則設(shè)備自動(dòng)播報(bào)防火防盜宣傳語(yǔ)，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)抓拍一張進(jìn)入林SD卡中或自動(dòng)上傳至監(jiān)控中心，前者記錄為日后執(zhí)法供給依據(jù)，后者可實(shí)時(shí)在線防火、防盜監(jiān)測(cè)。需求分析森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體需求如下：一火情監(jiān)測(cè)與覺(jué)察森林防火林火識(shí)別視頻監(jiān)控或國(guó)家林火衛(wèi)星熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)，一旦覺(jué)察火情后會(huì)自動(dòng)識(shí)別火情，并把火情警報(bào)發(fā)送到森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出報(bào)警，同時(shí)以發(fā)出報(bào)警信息提示值班人員。當(dāng)火情發(fā)生時(shí)，來(lái)自各級(jí)防火部門(mén)對(duì)接警工單的生成、合并、核實(shí)以及統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)彈出接警工單、號(hào)碼自動(dòng)帶入顯示或智能煙火識(shí)別報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，系統(tǒng)需要準(zhǔn)時(shí)把火情發(fā)生的位置信息發(fā)送到監(jiān)控人員手機(jī)上，以便于用戶準(zhǔn)時(shí)作出處理。二林火準(zhǔn)確定位在收到前端林火自動(dòng)識(shí)別子系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的預(yù)警信號(hào)或國(guó)家林火衛(wèi)星熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)熱點(diǎn)坐標(biāo)后，森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依據(jù)火情報(bào)警進(jìn)展自動(dòng)運(yùn)算，得到火點(diǎn)報(bào)警的準(zhǔn)確地理位置，在地圖中準(zhǔn)時(shí)標(biāo)注出報(bào)警火點(diǎn)并定位。依據(jù)實(shí)際狀況，可指揮調(diào)度無(wú)人機(jī)或滅火隊(duì)員前往火場(chǎng)進(jìn)展火情偵查并進(jìn)展準(zhǔn)確定位。三進(jìn)出林區(qū)人員及車輛抓拍對(duì)進(jìn)去林區(qū)的車輛及人員進(jìn)展抓拍，實(shí)時(shí)了解進(jìn)入林區(qū)的人員及車輛。在林區(qū)發(fā)生火災(zāi)或者盜竊時(shí)，為日后執(zhí)法供給依據(jù)。四病蟲(chóng)害預(yù)防治理通過(guò)衛(wèi)星圖像、無(wú)人機(jī)采集的視頻圖像、高空防火預(yù)警系統(tǒng)采集的圖像、護(hù)林員采集的圖像及林區(qū)氣象信息對(duì)將來(lái)可能發(fā)生的病蟲(chóng)害進(jìn)展推想。在林區(qū)災(zāi)難發(fā)生后或者對(duì)林區(qū)可能發(fā)生的災(zāi)難進(jìn)展有效推想后，依據(jù)災(zāi)難狀況，為用戶供給防治的方法和措施。五護(hù)林員巡護(hù)及治理應(yīng)用現(xiàn)代化的科技手段治理和效勞好護(hù)林人員隊(duì)伍、監(jiān)控治理好護(hù)林設(shè)施設(shè)備、實(shí)時(shí)監(jiān)控主要林區(qū)，做到上下貫穿，監(jiān)控有力、效勞到位，實(shí)現(xiàn)護(hù)林目標(biāo)。依據(jù)三道口林場(chǎng)業(yè)務(wù)需求主要包括以下幾個(gè)方面：治理：自然林保護(hù)和退耕還林，植樹(shù)造林、國(guó)土綠化和封山育林監(jiān)測(cè)：森林資源調(diào)查、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)三防：森林防火、防盜、森林病蟲(chóng)害、鼠害的防治、檢疫、監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)基于以上業(yè)務(wù)需求分析，三道口林場(chǎng)林業(yè)主要以防火、防盜、護(hù)林、生態(tài)監(jiān)測(cè)、業(yè)務(wù)治理等為主要目的森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)。通過(guò)構(gòu)建三道口林場(chǎng)森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將防火、防盜、護(hù)林、病蟲(chóng)害預(yù)防治理等部署到管轄區(qū)域內(nèi)，然后借助傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)林業(yè)森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，通過(guò)智能化分析業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)展會(huì)聚、分析、提煉形成決策。通過(guò)三道口林場(chǎng)森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)目的，首先需要對(duì)三道口林場(chǎng)林業(yè)防火、防盜、護(hù)林巡護(hù)、病蟲(chóng)害預(yù)防治理的需求進(jìn)展深入分析，具體分析如下：隨著林區(qū)面積的不斷擴(kuò)大，給三道口林場(chǎng)的治理帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，傳統(tǒng)的以人工看護(hù)方式已經(jīng)不能滿足森林管護(hù)要求，需要借助先進(jìn)的信息技術(shù)在轄區(qū)內(nèi)建設(shè)“天、空、地、人”四維一體預(yù)防監(jiān)管綜合治理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防火、防盜、護(hù)林巡護(hù)、病蟲(chóng)害預(yù)防治理等功能。三道口林場(chǎng)地處湖北省赤壁市境內(nèi)的低山丘陵區(qū)，分107國(guó)道南北兩側(cè)及長(zhǎng)江支流陸水河?xùn)|岸。與崇陽(yáng)縣桂花林管局及我市三道口鎮(zhèn)、中伙鋪鎮(zhèn)、神山鎮(zhèn)、陸水湖辦事處、茶庵嶺鎮(zhèn)、趙李橋鎮(zhèn)等六個(gè)鎮(zhèn)十八個(gè)村八十二個(gè)村民小組接壤。境內(nèi)溫順潮濕，光照充分，年降雨量1600MM，年平均氣溫16.9度,254天。全場(chǎng)總面積57699畝〔不含場(chǎng)帶村組〕，其中：生態(tài)公益林面積40351畝〔國(guó)家級(jí)19671畝，省級(jí)20680畝〕，商品林面積14647畝〔一般用材林9247畝，竹林5400畝〕，其他2701畝。活立木蓄12.59m3180萬(wàn)根。依據(jù)工程實(shí)際狀況，在林區(qū)內(nèi)部署智能化防火預(yù)警監(jiān)測(cè)基11站，在林區(qū)重要進(jìn)口部署車輛抓拍和人員抓拍系統(tǒng)，并為配置護(hù)林員治理系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)等，承受適宜的傳輸方式將視頻監(jiān)控圖像及信號(hào)傳回監(jiān)控中心，依據(jù)工程實(shí)際狀況及規(guī)劃，在龍三道口林場(chǎng)設(shè)置監(jiān)控中心。三道口林場(chǎng)森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測(cè)是由前端監(jiān)測(cè)與采集系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、指揮中心構(gòu)成，前端監(jiān)測(cè)與采集系統(tǒng)包含前端防火預(yù)警監(jiān)測(cè)基站、卡口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、護(hù)林員巡查與治理系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)等。依據(jù)三道口林場(chǎng)林業(yè)特點(diǎn)結(jié)合業(yè)務(wù)需求進(jìn)展部署具體分析如下：2.1.森林資源防火監(jiān)測(cè)需求分析前端基站對(duì)于森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)是格外重要的，是實(shí)現(xiàn)林區(qū)視頻采集、林火智能識(shí)別、林火定位等森林防火預(yù)警格外重要功能的設(shè)備站點(diǎn)。由于前端基站位于野外林區(qū)內(nèi)，而且四周一般都有高大灌木林以及林區(qū)的地形地勢(shì)條件等，森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)需要考慮監(jiān)控半徑范圍、野外供電、林火火智能識(shí)別，依據(jù)地勢(shì)地形結(jié)合監(jiān)控預(yù)警的特點(diǎn)需要進(jìn)展基站選址，依據(jù)四周灌木林的高度以及所需監(jiān)控的范圍選擇修建鐵塔的高度，依據(jù)氣候條件考慮設(shè)