森林火灾监控及扑救指挥系统

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1、森林火灾监控及扑救指挥系统宋芳妮北京东方泰坦科技有限公司(北京市海淀区北四环中路229号海泰大厦522A)摘要：森林火灾对森林资源、生态环境以及人民生命财产都造成了巨大的威胁，因此，建立森林火灾监测及扑救指挥系统具有重大的意义。本文采用卫星遥感监测、视频监控以及气象卫星监控相结合的方式采集林火信息，可基于卫星影像或电子地图定位着火点，结合地形、天气、树种等信息进行火势蔓延预测，为扑救火灾提供决策依据。在火灾扑救时，可根据扑火力量的分布形成扑救预案，并对扑火队员进行定位跟踪。灾后还可进行损失评估和各类专题图制作。关键词：火灾监控火灾扑救火点定位火势蔓延预测1前言森林火灾是森林的主要灾害之一，我国

2、每年发生各种大小森林火灾约1万多起，森林火灾严重破坏森林资源，导致水土流失、生态环境恶化、沙尘暴频发造成巨大经济损失。因此森林防火是一个世界性的课题。部署建立一套采用先进技术手段的现代化的防火监控系统，对于有效的保护好我国有限的森林资源，减少因水土流失造成的泥石流等地质灾害,改善我们的生态环境，确保经济建设的良性健康发展，有着重要的现实意义。卫星遥感监测是我国林火监测的重要方式之一，目前已经形成以国家林业局卫星林火监测处为中心遍布全国林区近200个卫星监测终端站的卫星林火监测网。尽管卫星监测林火取得了可喜的成绩,但不足之处尚且有之。首先，卫星对于林区同一点每天只能扫描4～1412次,且每次时间

3、一般不超过30min,所以在白天的大部分时间里卫星不能对大部分林区热点进行监测。其次，NOAAAVHRR等卫星的温度探测范围有限，最高只能达到330k，远远达不到着火区的实际温度，对于准确判定火点造成了很大的困难，误判、漏判在所难免。最后，卫星遥感监测林火受天气影响较大。在接收到的图像中,凡是天空布满浓云的,火场情况便不能看清。本文以建立林业防火系统为目标，采用卫星遥感监控和视频监控相结合的方法，讨论系统研制和实现的技术方法。2系统总体目标系统的总目标是：以地形数据、林火数据、气象数据等为基础，接入视频监控、卫星监控和气象监控信息，进行林火的识别和预测，并提出有效的林火扑救方案。3系统总体架构

4、系统架构如图1所示：101客户端系统管理端数据库管理端监控指挥端1监控指挥端2业务逻辑层森林火灾扑救指挥子系统GIS森林防火监控管理子系统&RS林数据库及数据管理子系统业软防件火工工程程数据服务层标标准准与TITANIMAGETITAN3DTITANGIS与规规范范空间数据访问引擎（TITANTOSA）元数据基础地理空专业数据应用模型数据间数据硬件设备层摄像机、云台、控制解码器、视频解码器、服务器、存储设备、网络传输设备等图1系统架构图该系统由四层组成，并在软件工程标准规范以及林业防火工程规范的约束下建设。最底层为硬件设备层，由摄像机、云台、控制解码器、视频解码器、网络传输设备等组成，主要完成

5、系统的数据采集和存储的工作；数据服务层包括数据库及数据库引擎，以及对数据进行处理的中间件，包括TITANIMAGE遥感图像处理中间件、TITANGIS中间件以及TITAN三维数据处理中间件；业务逻辑层包括数据库及数据管理子系统、森林防火监控管理子系统以及森林防火扑救指挥子系统；最上层为客户端，包括系统管理端、数据库管理端、监控指挥端，物理分布在防火指挥中心。1.1数据库及数据管理子系统数据库存放各地区林业防火相关的全部地理数据和属性数据。数据库由元数据库、基础地理空间数据库、专题数据库和应用模型数据库四大类组成。数据库管理子系统为整个综合系统提供一个直接的管理工具，基本功能包括：各种数据102

6、的入库、出库、查询、统计、显示、备份。数据库结构如图2所示：数据库基础地理专题数据应用模型元数据空间数据库数据库库矢量数据元矢量图形数森林资源制图模板数据据库数据库土地利用制表模板图像数据元遥感影像数数据库数据据库森林火灾火险区划数据库数字高程模火情监测火灾气象等业务代码型数据库数据库级防火物资火情监测遥数据库感模型防火隔离带报表模板数据库技术标准火势蔓延模数据库型库防火人员管用户配置理数据库图2数据库结构图1.2森林防火监控管理子系统如图3所示为森林防火监控管理子系统的组成结构图。首先，防火监控的数据源有三种，外围视频监控点、商用遥感卫星和气象监测站。外围监控点的数据通过视频采集云台传入视频

7、监控服务器；卫星遥感数据通过数字视频卫星广播传入；气象监测站传输温度、湿度、气压、风向以及风速等气象信息。系统将对这些数据统一进行处理分析，将结果存入监控中心服务器。另外，数据分析处理的结果通过火险报警，成为防火扑救指挥的依据。外围监控点商用遥感卫星气象监测站风向、风速温度、湿度、气压、数字视频卫星广播（DVB-S）视频采集云台监控视频监控卫星监测本地气象监测数据处理分析森林防火监控管理子系统火险