黑龙江森林防火监控案例

         东北：广大的山区，蕴育着丰富的森林，总蓄积量约占全国的1/3，目前仍是全国最主要的采伐基地，1995年木材产量占全国38.4%。农业上从农林区、农耕区、 半农半牧区过渡到纯牧区。水热条件的纵横交叉，形成东北区农业体系和农业地域分异的基本格局，是综合性大农业基地的自然基础。

东北区矿产资源丰富，主要矿种比较齐全。主要金属矿产有铁、锰、铜、钼、铅、锌、金以及稀有元素等，非金属矿产有煤、石油、油页岩、石墨、菱镁矿、白云石、滑石、石棉等。这些资源在全国有重要的地位。分布在鞍山、本溪一带的铁矿，储量约占全国的1/4，目前仍是全国最大的探明矿区之一

在如此广阔无垠的大山区，必须要做好森林防火预警监控，边远的山区也给设备的选用，及适用性造成了很大的困扰。

应东北林业局的要求，我司：深圳市红光达科技有限公司，特为此研发生产了一款超远距离森林防火监控预警系统。

系统应用：

 

一、前端监控设备：主要由重载云台、长焦透雾镜头、红外热成像组成。

1.热成像超温检测系统

在大面积的森林中，火灾往往是由隐火引发，这是毁灭性火灾的根源，而用现有的普通检测方法，很难发现这种隐性火灾苗头。而应用红外热成像仪可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围。

自然界中任何温度高于绝对零度的物体，都会不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，物体表面的温度越高，红外辐射能量就越多，因此可以利用红外辐射测量物体表面的热状态。

热像仪工作在8-14μm，属于远红外波段，正常森林的辐射波长范围为8.5-12.2μm，在热成像仪8-14μm的探测范围之内。目标温度越高，从热成像探测器组件输出的数字信号值越大,即数字图像的灰度值越大，根据此特点，超温检测工作过程如下：图像采集模块将探测器输出的高精度图像数据写入内存，图像处理模块运行超温检测算法，首先根据目标和背景的对比度计算出原始阈值，再结合用户设定的目标温度等级，计算出二值化阈值，将图像二值化后进行连通域检测，计算出目标区域面积和坐标，在画面上标识出超温区域并通过串口发出报警信息。

由于探测器接收到的红外辐射能量受监控距离和工作环境的影响，被检测目标的温度范围也各不相同，所以为了达到理想的报警效果，可以根据用户的具体使用环境设定被监控目标的温度等级，即目标与背景的温度差别等级。

2.可见光图像检测系统

由于红外热成像仪成像清晰度差，可能存在一定程度上的误报，因此系统又引入可见光图像检测，通过检测火焰的静态特征(颜色)和形态特征(闪烁性)两个特征进行检测。先利用静态特征从视频图像中提取出与火焰颜色相似的区域，再利用形态特征对上面提取出来的区域进行检测，通过视频图像分析算法，检测出火焰产生二级报警信号。可见光摄像机模拟视频信号接入到图像检测模块，通过图像采集单元的视频解码电路转换为数字信号后，被基于DSP的图像处理单元处理，根据火灾火焰的图像特性，探测出画面中出现的火焰，加入火焰识别标记后，再通过视频编码电路转换为模拟视频信号输出。由于监测场景不同，火焰所呈现的颜色、状态也会不同。因此，在监测时，可以根据环境要求，调整检测模块的工作状态，通过设置相应参数阈值，如颜色灵敏度、动态灵敏度等，使检测模块可以更准确及时地识别出火焰。

3.云台精确定位系统

由于采用自由扫描路径快速分析技术，对云台运动精度要求相当高。云台精确定位系统采用步进电机，可实现变速功能，步长精确，实现摄像机与热成像仪的水平和俯仰动作，配有高精度编码器，使精度指标达到算法所需要的要求。其主要功能有：对云台电机的运动控制、热成像仪的变倍聚焦控制、热成像仪检测参数设置、可见光摄像机镜头控制、可见光检测参数设置、接收监控中心的控制命令、将报警信号/角度信息等传回监控中心等。

二、无线传输设备

无线数字监控系统采用无线传输设备（包括无线网桥和扩频微波设备），即利用一对无线传输设备，将两个分离的网络连接起来，并通过无线传输设备进行数字信号传输，完全能够保证采用H.263/ MPEG-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，达到无线视频监控的目的。 

无线网桥采用IEEE802.11b/g/a的无线网络产品支持11、54Mbps及更高的网络带宽，适应于短距离无线传输（距离在30公里内），带宽随传输距离的增加而减少

 

森林防火远程无线监控系统，由林区监控中心、无线传输系统，以及前端监控点构成。前端监控点，一般设置在林区各消防隙望塔制高点上，包括红外低照度全天候摄像机、云台控制系统、视频服务器;各监控点通过无线传输系统，将图像传输到监控中心，无线网络基站由无线网桥和天馈系统构成;监控中心通过无线监控系统，不仅可以获得全面的、清晰的、可录制并回放的多画面现场实时图像，而且还可以对前端摄像机焦距和云台运动进行操作和控制，通过云台的实时角度数据回传，结合GIS 系统可以实现火灾发生点的精确定位，满足当前森林防火的各种要求。

通过远程无线监控系统，森林防火管理中心能实时监控林区火情实况，及时发现火情，起到预防火灾的目的;火灾发生时，该系统能将现场图像实时传回指挥中心，为指挥中心的远程指挥调度提供有力的保障，最大限度地减小火灾造成的损失;该系统能真实记录火情发生、发展和消灭的整个过程，为火情的预防、治理提供真实有效的历史资料。

    此项目已成功验收！