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森林防火智慧型**監控設計方案
卷與分冊設計方案
資料版本 2011v1.0
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森林防火智慧型**監控設計方案
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森林火災是世界性的林業重要災害之一，每年都有一定數量的發生，造成森林資源的重大損失和全球性的環境汙染。森林火災具有突發性，災害發生的隨機性。短時間內能造成巨大損失的特點。
因此一旦有火警發生，就必須以極快的速度採取撲救措施，撲救是否及時，決策是否得當，重要原因都取決於對林火行為的發現是否及時，分析是否準確合理，決策措施是否得當。為此國內外都在為預防,減少和控制森林火災而努力。 為了早日實現森林防火工作的規範化,科學化,資訊化， 貫徹「預防為主，積極撲救的方針」，真正做到早發現，早解決。
森林防火監控系統主要是由林區監控管理指揮中心、傳輸系統、前端基站等組成。由於森林區監控點分散，山區自然條件影響，森林防火監控系統的方案制定，裝置選型需要更加嚴格。林區監控管理指揮中心系統還具有向上級林業局和省林業廳介面的功能。
在我們賴以生存的地球上，森林成為人類繁衍生存必不可少的資源，目前全球的森林覆蓋率為32.3%，森林資源在世界各地的分布也極不均勻。隨著人類活動的日益頻繁，全世界森林資源正按2000萬公頃/年的速度遞減，其中森林火災造成的減少佔50%以上。
森林火災所造成的經濟損失幾乎無法估量，對生態平衡造成的破壞幾乎不可逆轉。世界各國通過各種技術手段來預防森林火災的發生，但目前仍然沒有找到最佳的解決辦法。
我公司為滿足新時期林業管理資訊化建設所遇到的各種需求，適時推出森林防火智慧型**監控全面解決方案，客戶可根據自身的實際情況擴充和裁剪業務模組，構建符合自身工作體系的林業管理資訊系統。
本系統利用地理資訊(gis)、遙感(gps)等資訊科技、大型集中監控技術，結合林業管理的專業知識和林業防火的經驗，建立林業防火指揮系統。從而實現各級林業防火辦資訊的快速流轉、森林防火安全的實時管理、森林氣候動態變化的實時監測和資料更新、林業火災預防、火災撲救指揮的輔助決策、林業火災的災後評估等多方面功能，實現林業防火業務的數位化、網路化、視覺化和智慧型化，實現資訊的規範管理和共享利用。
特別是在森林煙火的智慧型監測和預**面，我公司利用獨有的可程式設計三維精確定位攝像系統和森林煙火智慧型識別軟體，整合戶外遠端聯網監控系統，可實現林區影象的清晰採集、智慧型分析、智慧型預警，有效降低煙火的誤報和漏報，實現目標的精確定位。
本方案側重於站在使用者的角度來分析問題，從系統的需求分析、到系統的設計思想、技術方案綜述，再到系統的構建，都盡量通俗易懂。
衛星巡迴監測（代表國家：加拿大）
該技術採用兩顆衛星每天在該國上空飛行5次，每次檢測1000平方公里，從衛星上發射電磁射線檢測林區溫度，當檢測出某一林區區域性溫度上公升到150℃～200℃，紅外線波長達3。7微公尺時，便是火災前兆，立即測定具體溫度，採取措施及時防火，與此同時，發布短期和中長期氣象預報。
由於衛星資訊有14%以上誤差，且通過該技術手段發現森林火災時，其火災的過火面積已經相對較大，對於實現森林災的早發現、早撲滅沒有實際意義。
為彌補衛星巡迴監測的技術缺陷，加拿大林區採用多架配備先進的直公升飛機輪流監測森林火災，以此作為衛星資訊的重要補充，但仍然存在誤差，且飛行費每小時需5000-6000加元。
護林飛機和紅外遙感火災預警（代表國家：美國）
美國利用「大地」衛星在離地面大約705公里的軌道上繞地球運轉，裝備「中等解析度成像分光輻射譜儀」來探測地面上的高溫地區、濃煙地帶以及火災遺址。而美國國家航空航天局於2023年發射「大地」，耗資卻超過13億美元。有兩顆衛星發回的影象畫面清晰度、精確度和詳細程度都較低。
另有五顆衛星的執行軌道和週期不合理，在北美地區上空留有12小時的空白時段。
於是，美國開始使用無人駕駛林火預警飛機進行24小時監測，雖取得了區域性成功，但耗費了鉅額資金。
紅外熱成像技術（代表國家：加拿大、日本）
紅外熱成像技術要求無遮擋，因此，從空中監測是最佳方式。加拿大林業學院早在2023年就開始進行森林防火試驗，從飛機上檢查尚未起燃地潛在火源，加拿大森林研究中心利用直公升飛機採用aga750可攜式熱成像儀的方式進行火險監測，但由於實用性不高，並未推廣使用。
日本採用的紅外熱成像技術，選擇從地面進行監測，由於森林中樹幹林立，造成火源與熱成像儀之間有眾多的樹幹遮擋，而不能及時發現火險。因此，該技術在日本並未大面積推廣。
同時，由於熱成像儀監控半徑小，自身造價太高，也是其無法推廣使用的原因。
陸地數位化遠距離觀察系統（代表國家：德國）
德國投入使用的fire-watch森林火災自動預警系統，是一種陸地數位化遠距離觀察系統，能夠對大面積的森林地區進行觀察，系統被安裝在30-65公尺高的地方，正常監測半徑10公里，該系統與我國的傳統**監控類似，只是數位化程度更高。
安裝該系統每套需7。5萬歐元（不含其它費用），因此造價太高。
多技術融合（代表國家：澳大利亞）
澳大利亞的林火監測系統由多部分組成：
● 全國各地無償開通了「000」緊急報警**，群眾發現森林火情後可迅速舉報；
● 高山瞭望塔瞭望，高火險時24小時觀測；
● 消防隊員巡邏；
● 飛機巡護；
● 使用紅外監測、gps在空中定位；
● 衛星遙感技術監測；
● 採用可光的方式進行航拍；
● 空中掃瞄探測。
結論：國外的技術有的雖然先進，但有的需要借助高空衛星，有的需要借助無人飛機，其成本太高；有的技術方案基礎實施投資太大，施工複雜，投入成本過高，這些難以滿足我國森林資源火險監測的實際需要。
最近幾年發生的知名的森林火災，正好發生在號稱森林防火技術最先進的美國、加拿大和澳大利亞，這對於我國正在大力推廣的森林防火工作具有一定的警示作用。
地面巡護的主要任務是宣傳群眾，控制人為火源，深入瞭望台觀測的死角進行巡邏。對來往人員及車輛，野外生產和生活用火進行檢查和監督。
缺點：● 巡護面積小、視野狹窄；
● 確定著火位置時，常因地形地勢崎嶇、森林茂密而出現較大誤差；
● 在交通不便、人煙稀少的偏遠山區，無法進行地面巡護。
瞭望台監測是通過在林區高處建設人工瞭望塔，在防火期，通過人工完成森林火災的發現，確定火災發生的地點，報告火情。
缺點：● 無生活條件的偏遠林區不能設瞭望台；
● 觀察效果受地形地勢的限制，覆蓋面小，有死角和空白，觀察不到，對煙霧濃重的較大面積的火場、餘火及地下火無法觀察；
● 雷電天氣無法上塔觀察；
● 瞭望是一種依靠瞭望員的經驗和自覺性來觀測的方法，準確率低，誤差大；
● 瞭望員人身安全受雷電、野生動物、森林腦炎等的威脅；
● 在非防火期由於無人值守，森林處於無監控狀態；
● 需要人力24小時不間斷輪值，人力成本非常高。
航空巡護是利用巡護飛機進行林火的探測。它的優點是巡護視野寬、機動性大、速度快同時對火場周圍及火勢發展能做到全面觀察，可及時採取有效措施。
缺點：● 夜間、大風天氣、陰天能見度較低時難以起飛；
● 巡視受航線、時間的限制，而且觀察範圍小，只能一天一次對某一林區進行觀察，如錯過觀察時機，當日的森林火災也觀察不到，容易釀成大災；
● 固定飛行費用2000元/小時，成本高，租用飛機費用昂貴。
衛星遙感是利用極軌氣象衛星、陸地資源衛星、地球靜止衛星、低軌衛星探測林火。能夠發現熱點，監測火場蔓延的情況、及時提供火場資訊，用遙感手段製作森林火險預報，用衛星數字資料估算過火面積。它探測範圍廣、蒐集資料快、能得到連續性資料，反映火的動態變化，而且收集資料不受地形條件的影響，影像真切。
缺點：● 準確率低，需要地面花費大量的人力、物力、財力進行核實，尤其是交通不便的地方，火情核實十分重要。
● 熱點達到3個畫素時，火已基本成災。
● 從衛星過境到核查通知撲火隊伍時間過長，起不到「打早、打小、打了」的作用。
紅外熱成像基於紅外熱成像技術的森林火災識別方法，主要通過對紅外熱影象進行處理和畫素識別，可及早準確地發現森林火情。它的主要優點是不受天氣、光照等條件限制。
缺點：● 紅外熱成像技術要求無遮擋，由於森林中樹幹林立，造成火源與熱成像儀之間有眾多的樹幹遮擋，而不能及時發現火險。因此，從空中使用熱成像儀監測森林火災是最佳方式；
● 監控半徑小，成熟的用於森林火災監測的熱成像儀一般在1km左右，最高3km；
● 影象不直觀，發生火災後，不能清楚判斷現場情況；
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