森林防火視頻監(jiān)控方案

中國每年平均發(fā)生森林火災約1萬多次，燒毀森林幾十萬至上百萬公頃，約占全國森林面積的5～8‰。1987年5月黑龍江大興安嶺還發(fā)生特大森林火災，過火面積101萬公頃，其中有林面積占70%。森林火災給國家和人民帶來了不可估量的生態(tài)環(huán)境和生命財產(chǎn)的損失，如何快速發(fā)現(xiàn)火苗并及時撲滅已成為擺在整個行業(yè)面前的問題。

現(xiàn)代高新技術(shù)日益發(fā)展，熱成像在森林防火中的優(yōu)勢日益明顯。由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場監(jiān)控使用外，還可以作為有效防火報警設(shè)備，在大面積的森林中，火災往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。用肉眼很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災苗頭。而應(yīng)用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準確判定火災的地點和范圍，透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點，做到早知道早預防，早撲滅。紅外熱成像穿透霧氣與水汽能力非常強，不受惡劣天氣影響。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控采用可見光進行監(jiān)控，如果有霧霾天氣，很難發(fā)現(xiàn)隱藏在霧霾之后的火情。熱成像的工作波段為大氣透過率極高的3-5微米以及8-14微米的長波紅外，霧氣及水汽對熱成像透過率的衰減非常小，在霧霾天氣下，熱成像可穿透霧霾發(fā)現(xiàn)遠處存在的火情。

整個系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能：

1.監(jiān)控指揮屏幕墻可以實時顯示前端采集點的圖像。

2.所有視頻圖像進行全程錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放。

3.采用野外重載數(shù)字回顯云臺，具有實時回顯位置信息功能；同時配備電動長焦距鏡頭和低照度高清晰攝像機；可以通過專用操作鍵盤或監(jiān)控軟件控制云臺頭。

4.通過設(shè)置的監(jiān)測點,實現(xiàn)整個有林面積的監(jiān)視。

5.系統(tǒng)安全性高，采用人員身份認證、訪問控制功能和審核功能等方式保證系統(tǒng)安全可靠。

6.查詢簡便性：采用時間流設(shè)計，可由時間、日期、前端采集點完成資料檢索。

7.光纜傳輸模式，降低系統(tǒng)成本。

8.火情識別報警：當監(jiān)控攝像機撲捉到林火時，由系統(tǒng)確認火點位置，通過聲音報警信息，通知工作人員。

9.電源系統(tǒng):電源供給在全天候的環(huán)境下,保證系統(tǒng)不間斷供電。

10.防雷接地系統(tǒng):系統(tǒng)要有安全的防雷接地保障措施,確保系統(tǒng)能夠安全運行。

整個系統(tǒng)是基于前端設(shè)備與平臺的聯(lián)動實現(xiàn)的。接下來分別介紹下這兩部分。

前端設(shè)備：觀測型熱成像雙光譜網(wǎng)絡(luò)云臺攝像機。需要在觀察范圍附件選取一個觀測制高點安裝。

1、 熱成像圖像可聯(lián)動可見光變倍，查看周邊情況。

2、 極佳的熱成像圖像效果

a、 384×288分辨率

b、 AGC自動增益調(diào)節(jié)、3D降噪、DDE圖像細節(jié)增強

c、 14種偽彩可調(diào)

    3、透霧功能

     可見光通道支持光學透霧

    4、云臺功能

    云臺支持的角度：水平方向360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，垂直-45°~+45°。

5、室外IP66防護等級、防雷、防浪涌、防突波。

平臺聯(lián)動：

（1）報警：采用聲音+光學雙告警方式，在接收到前端告警后，會有1秒內(nèi)啟動預置的聲音告警，提醒用戶查看。同時，彈出懸浮產(chǎn)生告警的熱像和可見光的實時視頻圖像，并且會在視頻圖像中填加火源位置標識框突顯告警點信息，另外，還會將火點方位角和距離信息同時顯示，方便用戶觀察。

（2）虛警區(qū)屏蔽：實際場景中，總會存在一些非火災的高溫熱點目標，如屋頂太陽能設(shè)備、農(nóng)家燒火的煙囪、能反射太陽紅外線形成虛熱源的平面金屬等，如果軟件系統(tǒng)不進行處理，這些目標就會被當成熱源目標產(chǎn)生虛假告警，增加誤報率。增加了屏蔽虛警功能，可設(shè)置多邊形虛警區(qū)，在掃描過程中可針對每幀圖像進行分析，自動適應(yīng)目標大小、數(shù)量變化。

（3） 基于三維GIS高程數(shù)據(jù)定位：平臺軟件在接收到前端回傳的告警定位數(shù)據(jù)后，依據(jù)前端設(shè)備的GPS位置、云臺方位信息、火源像素坐標和地圖三維GIS高程數(shù)據(jù)聯(lián)合計算，快速準確定位火點的GPS位置，并在電子地圖中標示火點位置，定位精度最高可達幾十米。

（4） 具有PTZ控制功能的360°全景圖:以攝像機為中心作360°全范圍掃描，拼接出一張實際全景圖片，并且自動將云臺的預置點位置用黃色點標記在全景圖上，用戶可以直接在全景圖上點擊預置點位置，云臺自動轉(zhuǎn)到這一位置上，比常規(guī)云臺操作更加直觀簡單。同時，當前攝像機觀察范圍會以紅色方框?qū)崟r顯示在全景圖上，這樣用戶可以非常直觀的把握當前攝像機觀察位置和目標在整個場景中的方位。另外，虛警區(qū)也會以藍色多邊形框圖顯示在全景圖上，方便用戶判斷虛警區(qū)的屏蔽。

    本次關(guān)于方案中前端設(shè)備和平臺的介紹就這么多，在具體方案中還需考慮傳輸，服務(wù)器的搭建等等。由于是在戶外，線路不易施工，且一座山到另一座山間距離過遠，給線路帶來很大的成本壓力。故優(yōu)先考慮采取無線網(wǎng)橋傳輸?shù)姆绞?。那么無線網(wǎng)橋的供電（包括攝像機，廣播喇叭，警示燈）也是個問題，考慮到戶外具有無高樓遮擋物的優(yōu)勢，太陽能，風能比較充裕，故可采取風光互補的供電方式。

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