森林防火解决方案

森林防火解决方案

篇一：森林防火GIS解决方案

一、系统简介

“森林防火地理信息系统”是集地理信息系统（GIS）技术、全球定位系统（GPS）技术、卫星遥感（RS）技术、现代通讯技术、计算机网络技术、多媒体数据库技术、实时监控技术、显示控制技术等高新技术于一体，具有数据输入、空间数据库管理、属性数据库联结、空间查询与分析、图形输出、专题图制作等功能，用于地理信息、资源信息管理和防火指挥、热点信息查询、防火设施、防火队伍管理、防火档案管理及应用的系统，其目的是提高扑火指挥的科学技术水平，达到火灾快速定位、快速部署指挥、快速汇报和管理方便、准确、直观的要求。它的建立使森林防火走向了一个崭新的阶段，它能够为森林防火信息的获取、管理和查询、检索等提供方便、快捷的工具和支持。地理信息系统不仅为森林防火的日常管理提供服务，而且一旦当森林火灾发生时，保证森林火警的接、处警的快速响应，实现森林火灾的快速定位，及时了解详实的火场及其周围的地理和资源环境，在辅助决策系统的支持下，制定合理的扑火方案，实现扑火力量的最优配置，缩短扑火出动时间，提高扑火效率，把森林火灾造成的损失尽可能地减少到最低限度。系统的建立和使

用将使得森林防火工作从传统的经验型的定性管理转化为自动化、标准化、规范化的定量管理，极大地提高森林防火管理的效率和现代化水平，进一步提高森林防火决策的科学性、合理性。

图强公司根据森林防火用户的要求以及森林防火地理信息系统自身的任务特

点，在功能设计中将森林防火地理信息系统分为前台应用子系统和后台保障子系统两大部分，前台应用子系统按照功能模块的特点，其结构如下图所示：

将应用部分和维护保障部分分开，虽然仅仅是一个界面的设计问题，但其效果却远不止此。这不仅节省了由于庞大界面所占用系统宝贵的资源的问题，而且对于操作员来说，既简单实用又快速有效，操作员仅仅负责应用部分的功能操作，而烦琐的系统维护交给后台的数据库管理员和其他维护人员，以保证了数据库数据的安全性、完整性和一致性。

二、系统功能介绍

（一）后台维护保障子系统

后台维护保障子系统的内容包括空间几何数据的采集、专题属性数据的输入、多媒体数据的录入、异构专题库的转换装载、空间数据的格式转换、空间数据的图形编辑、专题

数据修改以及数据库维护等功能模块。

1、空间几何数据的采集

空间几何数据的采集即图形数字化就是将地图图形数据转化为计算机能够识别、处理的数字数据。包括地图跟踪数字化和地图扫描矢量化。其中地图跟踪数字化是目前应用最广泛的一种地图数字化方式，它可以是数字化板手扶跟踪，也可以是屏幕扫描地图手扶跟踪；而地图扫描矢量化是目前较为先进的地图数字化方式，也是今后的发展方向，其基本思想是：首先通过扫描将地图转换为栅格数据，然后采用栅格数据矢量化的技术追踪出线和面，采用模式识别技术识别出点和注记，并根据地图内容和地图符号的关系，自动给矢量数据赋属性值。

2、专题属性数据的输入

专题数据输入包括以逐条记录的形式向数据库表结构增加数据的交互录入和以文本文件形式批量向数据库录入数据的文件录入或称批量输入。

3、多媒体数据的录入

多媒体数据录入就是将森林防火地理信息系统需要存贮、管理和应用的重点单位、重点地区和重点部位的图象、声音和录象等模拟数据转化为数字数据，通常，这方面的软

件在厂家提供硬设备的同时提供。

4、专题库的转换装载

专题数据库转换装载指将其它系统异构数据库的专题数据转换为森林防火地理信息系统专题数据库的数据存储格式并进行录入。

5、空间数据的格式转换

它能够将多种不同格式的外部地理信息数据文件装载到数据库中，以便达到异种格式的地理信息最大限度地共享和互操作。目前空间数据的格式转换有两种形式，其一是进行不同格式空间数据的转换，其二是建立类似于ODBC的一种开放的地理信息系统协议和驱动，即OpenGIS。

6、空间数据的图形编辑

图形编辑就是对原始采集的图形数据进行的一系列修改的总和，包括修改目标的属性数据和空间位置数据，目的是保证入库数据的准确性和可靠性。图形编辑模块包括数据处理、图形显示、图形操作、目标增加、目标删除以及修改属性、增加点、移动点、线延长、线缩短、线移动、移线段、抹角、断开等目标修改功能。

7、专题数据修改

专题数据修改包括数据修改和数据删除，先根据条件进行查询，然后对查询结果进行修改和删除，包括对逐条记录进行修改的交互修改；对数据库中某一字段进行修改的批量修改；对少量记录进行删除的选择删除以及对满足条件的全部

记录删除的批量删除，这种多形式多入口的信息更新手段，是保证专题数据库数据现势性的必要前提。

8、数据库维护

数据库维护是指系统为了保证数据库数据的完整性和安全性，而采取的一系列保护措施。数据库维护包括关系表结构的建立、增加、修改和删除、权限的控制和分配、用户管理、数据字典、空间分配、审计跟踪、增加文件、增加分区、数据卸出、数据装入以及后映象日志等等。

（二）森林防火专业应用子系统

根据森林资源管理的要求，应用子系统主要有九大功能模块组成，包括：地形图管理、显示、查询、控制模块；森林资源分布图管理、显示、查询、控制模块；三维电子沙盘生成、三维地形与TM正射影象图叠加、显示操作模块；防火符号库管理、火情态势标绘和推演模块；热点信息管理、图上快速定位显示、计算查询模块；防火设施和防火信息管

理、定位显示、信息查询模块；地形图、森林覆盖分布图图形编辑模块；地形图、森林覆盖分布图绘图输出模块； GPS 定位和自主导航模块。

1、地形图管理、显示、查询、控制模块

该模块是在各比例尺矢量地形图数据安装的基础上，实现地形图的检索、符号化显示及显示控制、信息查询、图上量算等功能。

1）地图检索、显示

从数字地图数据库中检索显示某一比例尺和选择区域的地形图。

2) 地图显示内容调整

矢量数字地图分要素层、要素类存储和管理，为清晰显示或强调显示某几层或某几类地图要素，可对地图显示内容调整。

3) 显示控制

显示控制也称地图操作，是对显示的屏幕图形窗口内的地图进行开窗放大、缩小漫游、比例尺切换等操作。

开窗放大、缩小

? 漫游

? 比例尺切换 ?

4) 地图查询（只适用于矢量数字地图）

数字地图除含有空间信息外，同时含有属性信息即要素的质量、数量等描述信息，通过其属性信息的查询，量化的读取和分析地图。

地图要素的捡取

? 信息查询

? 属性数据显示 ?

5) 地图量算

对于有严格数学基础的数字地形图，其任意点的空间位置是可知的，通过空间位置即可计算屏幕地图上任意折线的距离，任意封闭区域的面积。设计折线距离量算和封闭区域面积量算菜单或在工具栏设计距离、面积量算按钮，通过在屏幕地图上采集折线或封闭区域量算距离或面积。

在窗口信息栏，随鼠标的移动，随时显示鼠标点的地理坐标、比例尺。

6) 导航图

当前显示的地图除通过地名判断实地位置外，还可以通过更小比例尺的全图定位当前显示的位置，全图包含全部

深圳市区划，将当前显示的图以比例矩形显示在全图上，供用户随时掌握浏览位置，该全图即为导航图。在工具栏上设计导航图开关按钮，随时打开关闭。

2、森林资源分类图管理、显示、查询、控制模块

森林资源分类图是森林资源管理的主要数据资源之一，是防火信息系统中资源信息查询和火灾损害判别的基础。

1）森林资源图管理

森林资源图是对TM正射影像判别、分类而获得的反映森林分布内容的矢量数字地图，也有其数学基础控制，系统森林资源分类图的管理与地形图类似，将全市森林资源分类图作为一幅图存储和管理。森林资源分类图数据以区域作为管理的要素对象，每一个区域表示不同的森林类型。信息组成包含空间信息、属性信息、拓扑信息，以数据库的方式存储管理。

2）森林资源分类图检索

重点是确定检索显示区域。森林资源分类图检索显示区域的确定分为如下三种方式：

①根据地理坐标确定检索显示区域，同地形图。

②根据地名确定检索显示区域，同地形图。

③根据索引图检索显示区域，同地形图。

3）森林资源分类图显示

森林资源分类是以区域组成的面状要素，对不同的面状要素赋予不同的分类编码，表示不同的土地分类。将这些面分别赋予不同的颜色代表不同的内容显示。森林资源分类图的显示即可以单独显示，由于其和地形图有相同的数学基础和比较严格的套合关系，也可以叠加显示。叠加显示分为两种情况：

a) 以地形图为主的检索显示方式，首先检索显示地形图，在工具拦设计森林资源分类图打开/关闭开关按钮，将森林资源分类图叠加显示在地形图上。通过比例尺切换按钮可选择显示系统中的任一比例尺图。

b) 以森林资源分类图为主的检索显示方式，首先检索显示森林资源分类图，在工具栏设计地形图的打开/关闭按钮，选择按钮确定比例尺，在森林资源分类图的基础上叠加显示地形图要素。通过比例尺切换按钮可选择显示系统中的任一比例尺图。

4）森林资源分类图操作

5）森林资源分类图量算

6）森林资源分类图查询

3、TM正射影象图管理、显示、控制模块

系统采用的TM正射影象图是由5、4、3三个波段合成的接近自然色的假彩色图像，分辨率为15米，并进行了定位、几何纠正、拼接、裁剪、色彩均衡等处理。

1）TM正射影象图管理

TM正射影象图象格式为标准TIF格式，并以1：25万标准分幅为一个图像的区域范围，以数据库的方式存储管理。

2）TM正射影象图检索

TM正射影象图检索显示区域的确定分为如下三种方式：

①根据地理坐标确定检索显示区域，同地形图。

②根据地名确定检索显示区域，同地形图。

③根据索引图检索显示区域，同地形图。

3）TM正射影象图显示

分为两种显示方式：

①单独显示方式：只显示TM影像。

②叠加显示方式：在显示TM正射影象图的基础上，可选择叠加显示地形图要素或森林分类专题要素。森林分类专题要素只显示区域边线而不用显示区域颜色。

4）TM正射影象图操作

篇二：森林防火技术方案

目录

第一部分概述 ................................................ . (2)

1. 引言 ................................................ (2)

概况 ................................................ .. (2)

国际通常森林防火技术 (2)

国内采用的监测方法 (3)

2. 本方案的特点优势 ................................................ (4)

3. 实现的主要功能如下： ................................................

5

第二部分系统组成 ................................................ (5)

1. 前端设备 ................................................ .. (5)

2. 传输设备 ................................................ .. (6)

3. 中心控制设备 ................................................ . (7)

4. 防火指挥中心 ................................................ . (7)

第三部分烟火识别软件功能介绍 (8)

1. 实现无人值守 ................................................ . (8)

2. 烟火动态检测软件 ................................................ (9)

云台控制模块 ................................................ (11)

视频采集设置模块...............................................

11

监控点信息查询显示模块 (12)

监测数据存储入库模块 (13)

3. 烟火自动识别系列软件...............................................

13

云台码流采集模

块...............................................

13

烟火自动识别模块...............................................

13

云台计算模块 ................................................ (13)

烟火报警和交互确认模块 (13)

热点及火点定位模块 (14)

第四部分主要设备参数 ................................................ . (14)

第一部分概述

1. 引言

概况

森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，随着中国造

林事业的不断发展，防火工作成为首要任务。森林防火必须贯彻“预防为主，积极扑救”的方针，真正做到早发现，早解决。目前，基于无线网络技术的远程无线监控系统，已广泛应用于森林防火监控领域。

森林防火远程监控系统，由森林防火指挥部监控中心、传输系统，以及前端采集点构成。

前端采集点，一般设置在林区各消防瞭望塔制高点上。包括彩转黑低照度全天候透雾摄像机、长焦距电动变焦镜头、数字回显云台、网络视频编码器。各监控点通过传输系统，将图像传输到监控中心；监控中心通过管理主机，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；满足当前森林防火的各种要求。

通过光缆远程监控系统，森林防火指挥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。

国际通常森林防火技术

国际上现有的森林防火报警技术：

德国：FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统

德国投入使用的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系

统，正常监测半径10公里，安装该系统每套需万欧元，

而在勃兰登堡州安装需要120-130套，约1000万欧元。

美国：护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻

美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转，探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。美国使用

无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测，虽获得了成

功，但耗费了巨额资金。

加拿大：加拿大采用卫星巡回监测系统

加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温

度，当检测出某一林区局部温度上升到150℃～

200℃，红外线波长达微米时，便是火灾前兆，立即测定具体温度，采取措施及时防火.同时，加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾，飞行费每小时需5000-6000加元。

国外的技术有的虽然可靠，但需要借助高空卫星，且施工太复杂；有的技术方案基础实施投资太大，多达几十万美元，投入成本过高，这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。

国内采用的监测方法

? 地面巡护

地面巡护，主要任务是向群众宣传，控制人为火源，深入了望台观测的死角进行巡逻。对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检查和监督。存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进行地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。

? 瞭望台监测

了望台监测，是通过了望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。存在的不足：是无生活条件的偏远林区不能设了望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白，观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；了望是一种依靠了望员的

经验来观测的方法，准确率低，误差大。另外了望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。

? 航空巡护

航空巡护，是利用巡护飞机进行林火的探测。它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察，可及时采取有效措施。但也存在着不足：夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不到，容易酿成大灾，固定飞行费用XX元/小时，成本高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重不足，这就需要用定点视频监测来弥补其不足。

? 卫星遥感

卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。

存在的不足：准确率低，需要地面花费大量的人力、

物力、财力进行核实，尤其是交通不便的地方，火情核实十分重要。在接到热点监测报告2小时内应反馈核查情况和结果。

卫星遥感监控森林防火的其不足是：

1. 热点达到3个像素时，火已基本成灾。

2. 从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长，起不到“打早、打小、打了”

的作用。

弥补以上手段不足，我公司“森林防火数字化监控预警系统”可以实现快速、准确、实时的监控林火情况，配合林政管理、生态建设管理及林业活动等功能实现各种管理。

2. 本方案的特点优势

“森林防火数字化监控预警系统”避免了原始人工了望观察火情的局限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费用支出和管理成本，提高了林区企业的效应。

该系统特点有：

林火自动识别系统，实现火情自动报警。

纳米波滤光技术穿透烟雾，清晰成像。

室外高品质光缆传输，避免传输损耗。

3. 实现的主要功能如下：

? 监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像；

? 所有视频图像进行全程录像存储，并可以对以往的历史图像进行查询和回放。

? 采用野外重载数字回显云台，具有实时回显位置信息功能；同时配备电动长焦距镜头和低照度高清晰摄像机；可以通过专用操作键盘或监控软件控制云台和镜头；

? 通过设置的监测点,实现整个有林面积的监视；

? 系统安全性高，采用人员身份认证、访问控制功能和审核功能等方式保证系统安全可靠；

? 查询简便性：采用时间流设计，可由时间、日期、前端采集点完成资料检索；

? 光缆传输模式，降低系统成本；

? 火情识别报警：当监控摄像机扑捉到林火时，由系统确认火点位置，通过声音报警信息，通知工作人员；

? 电源系统:电源供给在全天候的环境下,保证系统不间断供电；