森林防火遠程監控系統建設方案

2019-01-17 11:14:10

一、方案概述

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污染。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采取撲救措施,撲救是否及時,決策是否得當,重要原因都取決于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范化,科學化,信息化,?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。由于森林區監控點分散,山區自然條件影響,森林防火監控系統的方案制定,設備選型需要更加嚴格。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接口的功能。

 

二、項目背景與需求

1、項目背景

 

天然林保護工程以從根本上遏制生態環境惡化,保護生物多樣性,促進社會、經濟的可持續發展為宗旨;以對天然林的重新分類和區劃,調整森林資源經營方向,促進天然林資源的保護、培育和發展為措施,以維護和改善生態環境,滿足社會和國民經濟發展對林產品的需求為根本目的。對劃入生態公益林的森林實行嚴格管護,堅決停止采伐,對劃入一般生態公益林的森林,大幅度調減森林采伐量;加大森林資源保護力度,大力開展營造林建設;加強多資源綜合開發利用,調整和優化林區經濟結構;以改革為動力;進一步發揮森林的生態屏障作用,保障國民經濟和社會的可持續發展。

加強天然林保護的基礎設施體系建設是天然林保護工程的基礎和保障。缺乏良好的基礎設施,對于加強營造林事業、保護好天然林資源勢必造成不利影響。基礎設施體系建設應遵循滿足需要、突出重點、量力而行、分步實施的原則,其主要內容包括林區路網建設、林業機械設備和營林站點建設等。

加強森林防火和病蟲鼠害防治,制止亂砍濫伐和非法采獵,是保護和發展森林資源的關鍵措施,建立健全森林保護體系,是天然林保護工程的重要保障。該體系建設的主要任務和目標是,加強森林防火工作,努力降低森林火災可能造成的損失和影響;積極開展森林病蟲鼠害防治,嚴禁危險性病蟲害的入侵和蔓延;堅決制止亂砍濫伐、無證采伐和越界采伐,確保木材調減量落實到位;依法保護和利用野生動植物資源,嚴厲打擊非法采獵國家保護的珍稀動植物的犯罪行為。

 

2、項目需求

 

“天然林保護無線視頻監控系統工程”是以新疆天然林保護區為重點和主要對象,以地理信息為基礎,基于成熟的無線傳輸技術、網絡視頻系統和數字定位技術,集防火信息管理、生態建設管理為一體的綜合應用系統。本系統應主要滿足以下三方面需求:

 森林資源監視:

1森林資源消長變化情況、森林病蟲害和天然草地的監視;

2盜砍盜伐:防止非法進入保護區進行植被砍伐活動,牟取暴利;

二森林火災監測:

1煙火監控:保護區的火情監控,防止森林火災的發生;

2野生動物監視:

3對野生動物的生存環境,種群數量等進行監視,對盜獵等行為進行監控。

 

三、解決方案

天然林保護區無線視頻監控系統工程”引進國際上先進的防火技術,以國內價格水平提供國際品質的優質、穩定的森林防火監控系統。該系統是以保護區火情監測為主,將GIS技術、納米波濾光技術、數字圖像處理技術等高新技術綜合應用于自然保護區的高科技產品。

本系統在監控森林火情的同時,還可以對森林資源、生態環境、野生動物,以及非法闖入保護區盜砍盜伐等進行有效監控。系統構成圖示如下:

  系統由前端、傳輸及指揮中心三部分構成。另外,由于兩個前端沒有市電,因此要建設太陽能供電系統三套,還有要增高兩個鐵塔。 系統中每個前端采集站有獨立地址編碼,且每個前端采集站的坐標與地理信息系統中的位置一一對應,通過安裝在前端采集站的定位云臺巡回監控覆蓋區域的林區火情,一旦發現火情,GIS系統接收到特定地址編碼的定位云臺回傳的位置數據,即可實現火點定位功能。

該系統應具有以下特點: 

采用高可靠,大容量無線網橋實現遠程惡劣環境下的視頻回傳。

可實現遠程圖像實時圖傳和控制,通過前端設備實時掌握現場情況。

視頻信息可在IP網絡上傳輸,用戶可在網絡上的終端看到現場的圖像。

系統具有可擴展性,系統具有升級功能,適合保護區防火防護監控系統的發展要求。

實現無人值守,傳統的視頻監控方式與煙火自動識別報警軟件相結合。

煙火自動識別報警,火點經緯度定位。

煙火識別報警軟件與森林防火監控管理平臺相結合。

具有強大的系統管理能力,實現多平臺用戶權限的管理。

 

四.方案說明

天然林保護區無線視頻監控系統工程”項目由防火指揮中心(監控中心),傳輸系統,前端視頻、數據采集系統,監控終端,鐵塔,太陽能供電等組成。前端視頻監控系統,各個前端視頻監控系統包括:視像采集、云臺控制及角度數據反饋系統、防雷、鐵塔及地線系統。

軟件系統包括:操作系統軟件Microsoft Windows 2008 Server(標準版)、數據庫管理軟件SQL Server 2008(標準版)、地理信息系統(原有MapInfo GIS)、網絡視頻管理錄像軟件、林火識別報警系統等組成,還包括一些二次開發軟件,如定位云臺定位信息與GIS嵌合模塊等。

1)信息采集

利用建立分布在不同至高點的野外信息采集站,獲取覆蓋范圍內的監控視頻信息,實現全天候不間斷監控。

2)動態監測

在傳輸系統支持下,將視頻圖像及其它信息實時、同步傳輸到防火監控中心,實現實時觀測保護區的動態情況,如盜砍盜伐及野生動物的監控。

3)預案處理

監控中心配備林火自動識別報警系統,其主要任務是自動接收來自林火檢測子系統的圖像,進而根據圖像上的信息來自動判斷是否起火,并喚醒監測人員進行交互式的林火識別,最后做出確定的林火報警。 

4) GIS信息

利用原有MapInfo GIS地理信息系統,提調相關數據了解并掌握火場的基礎情況,實現準確定位。

2.2.1 系統功能概述

“天然林自然保護區無線視頻監控系統工程”項目為監控控制人員提供監控控制功能,正常情況下攝像機在云臺帶動下工作在自動掃描方式下時,觀測人員在監控中心可觀測到一定范圍內的森林、道路、人員及野生動物等實況圖像,系統可進行全程錄像;若遇異常情況,工作人員可及時將攝像機從自動狀態下轉為手動狀態,并對有關目標進行跟蹤、定位、放大,以便更加仔細全面地進行觀測。

防火信息系統的主要功能如下:

采用國產42寸2*4液晶電視實時顯示保護區監控圖像,圖像中同時包括相關數字信息如坐標,時間等;

數字圖像可以通過無線通信設備和計算機網絡實現遠程傳輸;

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;

采用野外定位云臺,具有實時回顯角度信息功能;電動可變長焦距鏡頭配備遠程可控濾色片低照度高清晰透霧攝像機,具有透霧、深化云煙功能,即使霧天也可以進行正常的監控;可以通過專用操作鍵盤或監控軟件控制云臺和鏡頭;

系統安全性高,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安全可靠;

查詢簡便性:采用時間流設計,可由時間、日期、前端采集點完成資料檢索;

數字網絡傳輸模式,方便與其他防火中心及其他森林防火管理相關部門連接;

火情識別報警:當監控攝像機撲捉到林火時,系統具有的火情識別功能,可及時告警并聯動報警錄像,提醒值班人員察看顯示畫面,及早發現火情及火點位置;

GIS管理系統:依托原有MapInfo系統,以電子地圖為基礎,實現地圖基本操作功能。

火災定位功能:利用前端采集系統中的定位云臺,在地理信息系統里將每一個監控點進行地址編碼,同時將每一個監控點的坐標直接落實在電子地圖上,這樣地理信息系統一旦接收到特定編碼的定位云臺回傳的位置數據,通過建立特定的位置轉換數學模型,實現定位功能。同時,系統具備實現人工定位功能。

太陽能供電系統:電源供給在連續三天陰雨天的環境下,保證系統不間斷供電;

系統中每個前端采集站有獨立地址編碼,且每個前端采集站的坐標與地理信息系統中的位置一一對應,通過安裝在前端采集站的定位云臺巡回監控覆蓋區域的林區火情,一旦發現火情,GIS系統接收到特定地址編碼的前端定位云臺回傳的火情位置數據,經GIS系統通過數據處理即可實現火點定位。

 


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