一、含义

二、森林智能防火的必要性(（一）森林火灾的危害 （二）国际森林防火技术 （三）国内采用的监测方法)

三、国内主流的防火监控技术及其不足

四、智能防火的系统功能

五、主要业务需求

六、结构

五、技术的集成运用

一、含义

即是通过计算机软件程序对前后端的硬件进行自动化指挥，从而实现森林防火的智能化，信息化。其特点是利用视频设备及先进的管理软件实现对森林的自动监控，烟火自动识别，灾害位置的自动定位实现对森林火灾的智能监控和扑灭。实现的是森林防火扑火的自动化，智能化，信息化。

称之为智能防火是因为其实现智能控制的核心是要拥有烟火视频智能识别器，以及hsv-e1高精度控制云台及基于gis的火点自动定位技术；实现森林防火的全自动化和信息化。

核心区别在于无人值守-智能控制。

二、森林智能防火的必要性

（一）森林火灾的危害

森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最有害，具有毁灭性的后果。森林火灾不只是烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的更新能力，引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用，甚而导致生态环境失去平衡。尽管当今世界的科学在日新月异地向前发展，但是，人类在制服森林火灾上，却依然尚未取得长足的进展；于是森林火灾预防和发现比扑灭更具现实意义。

1、森林火灾不仅会烧死许多树，降低林分密度，破坏森林结构；同时还引起树种演替，由低价值的树种、灌丛、杂草更替，降低森林的利用价值。 ??

2、由于森林烧毁，造成林地裸露，失去森林涵养水源和保持水土的作用，将引起水涝、干旱、泥石流、滑坡、风沙等其他自然灾害发生。 ??

3、被火烧伤的林木，生长衰退，为森林病虫害的大量衍生提供了有利环境，加速了林木的死亡。森林火灾后，促使森林环境发生急剧变化，使天气、水域和土壤等森林生态受到干扰，失去平衡，往往需要几十年或上百年才能得到恢复。 ??

4、森林火灾能烧毁林区各种生产设施和建筑物，威胁森林附近的村镇，危及林区人民生命财产的安全，同时森林火灾能烧死并驱走珍贵的禽兽。森林火灾发生时还会产生大量烟雾，污染空气环境。此外，扑救森林火灾要消耗大量的人力、物力和财力，影响工农业生产。有时还造成人身伤亡，影响社会的安定。

传统的监控方法主要是依靠人力，包括建立瞭望塔，建立视频监控站点等。 1.1 森林防火技术一览

（二）国际森林防火技术

1，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7.5万欧元，而在勃兰登堡州安装需要120-130套，约1000万欧元。

2，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。

3，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3.7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。

（三）国内采用的监测方法

1，地面巡护

地面巡护，主要任务是宣传群众，控制人为火源，深入瞭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。

2，瞭望台监测

瞭望台监测，是通过瞭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瞭望台；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；瞭望是一种依靠瞭望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。另外瞭望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。

3，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2000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。

4,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：NOAA-AVHRR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。当热点达到3个像素时，火已基本成灾。

三、国内主流的防火监控技术及其不足

森林火灾危害大，扑灭困难，于是在火灾还在萌芽状态立即扑灭它就显得尤为重要。

森林火灾因为常常处在深山老林中，不易发现，故而发现火灾对于早扑灭火灾具有重要意义。

1，兴建瞭望塔

国内目前存在较多的技术落后方式。

瞭望台监测，是通过瞭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瞭望台；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；瞭望是一种依靠瞭望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。另外瞭望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。

2.，建立视频监控系统

目前国内主流的监控方式。

这是传统城市监控的简单延伸，将采集视频图像通过微波汇总，由人工完成集中监视；

人工监视易造成肉眼疲劳，视频中的火情不易被查觉，造成漏报；

监控中心的视频线路较多，人工监视也无法一一监看，易造成漏报。

所以，传统视频监控的最大缺点是漏报率非常高。

传统视频监控是非数字化系统，许多智能应用无法实现。

3，建立智能预警系统

这是森林防火的发展方向，实现森林防火的智能化，信息化。

利用无缝融合智能图像识别技术、面向对象的3D GIS技术、大型网络监控技术等高新技术，利用多项专利技术，结合林业管理的专业知识和林业防火的经验，建立林业防火智能监测预警及应急指挥系统，从而实现林区视频的自动监控、烟火准确识别、火点精确定位、火情蔓延趋势推演、扑救指挥的辅助决策、灾后评估等多方面功能，建立森林防火的完整业务链，并针对性地解决用户的各种个性化需求。

如“森林卫士365”系列产品，主要由前端智能监控产品和后端应用系统构成。

前端智能监控产品包括重型数字云台、基站智能控制箱、嵌入式的烟火识别智能处理器等；

后端应用系统包括海普联网监控管理平台、基于ArcGIS平台的森林防火辅助决策及应急指挥系统。

四、智能防火的系统功能

通过系统建设，本系统具有以下主要功能：

1.监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像。图像中同时包括相关数字信息如坐标,时间等；

2.数字图像可以通过微波通讯和计算机网络实现远程传输；

3.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；

4.采用林火精确定位技术，具有预置位、运行轨迹编辑、实时回显位置信息功能；电动三可变长焦距镜头配备远程可控滤色片低照度高清晰摄像机；

5.通过现有设置的监测点,实现整个林区监视范围的全覆盖；

6.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；

7.查询：采用时间流设计，可由时间、日期、前端采集点完成资料检索；

8.微波传输模式，方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接；

9.防盗告警，在监控点装置红外探头，有盗窃入侵时监控中心告警，保护用户投资，或将损失降低；

10.火情识别报警：当监控摄像机扑捉到林火时，系统具有的火情识别功能，可及时告警并联动报警录像，提醒值班人员察看显示画面，及早发现火情及火点位置；

11. GIS管理系统：以电子地图为基础,实现地图基本操作功能,实现对森林火灾的分析预报,森林防火工作的动态管理，为防火提供直观的规划和决策支持。

12.火灾定位：利用前端采集系统中的数字云台，在地理信息系统里将每一个监控点进行地址编码，同时将每一个监控点的坐标直接绑定在电子地图上，这样地理信息系统一旦接收到特定编码的数字云台回传的位置数据，通过建立特定的位置转换数学模型，实现定位功能。同时，系统具备实现人工定位功能。

13.辅助决策功能：GIS信息系统提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力,提供防火隔离带的位置及赶赴火场的时间等重要信息。

14.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；

15.防雷接地系统：系统要有安全的防雷接地保障措施,确保系统能够安全运行；

16.系统配置设备网络管理系统，实现对各类设备的综合网络管理。

五、主要业务需求

根据甲方提供的需求，经过分析，我们按照林业管理的工作流程对功能需求作了如下流水形的功能展示，以方便你更加直观地了解本方案。

1、非防火期

信息日常管理：

包括信息录入与查询、报表制作、统计分析、专题制图等。

防火设施规划：

对监控台站的位置进行优化，保证其监测网的监视覆盖范围完整。也可对林区防火设施和扑火队伍进行规划，合理配置森林防火资源。

林火扑救决策训练：

通过向指挥者提供各种图文资料，使其能针对各种模拟火场制定扑救方案。

2、防火期

防火准备：

接收气象部门的火险天气预报与火险等级预测结果，及时做好防火准备。

防火准备辅助决策：

根据各地区的火险天气预报和火险等级预报，为各地分别提供各自不同的火灾预防措施、火源管理措施、扑火队伍战备措施等辅助决策意见。

3、林火发生时

林火行为预测：

林火一旦发生，系统可迅速向决策者提供林火区位、蔓延速度、火场扩展趋势、火线强度等重要的火行为数据。

扑火辅助决策：

根据林火发生地的动态信息，利用本系统的虚拟演示实现对扑火工作的复杂指挥。

4、林火发生后

灾后评估：

林火发生后，可利用本系统对受灾面积、灾害损失做出相对准确的评估。

灾后重建辅助决策：

利用资源管理系统对灾后重建提供辅助决策的依据。

六、结构

包括“前端”：林场基站，远程控制器，摄像系统，电源系统，防雷接地，防盗系统等；但实现智能控制的核心是要拥有烟火视频智能识别器，以及hsv-3变控制云台及基于gis的火点自动定位技术。

“后端',包括联网监控管理平台，视频会议，辅助决策应急指挥平台等；

目前的先进技术如：hsv-烟火智能预警系统，hsv-火点精确定位等。hsv-e1重型数字云台等

实际运用重庆缙云山国家自然保护区，四川九寨沟保护区等。

五、技术的集成运用

此类技术的综合运用案例为，森林卫士365系统。

具体使用在重庆缙云山国家自然保护区等地。