智能化系统在森林防火中的创新应用

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者: 姚天宇
[导读] 随着当今社会中数字化体系发展的速度在不断加快,我国政府的治理能力和体系也在不断加快推进

                                     
         摘要:随着当今社会中数字化体系发展的速度在不断加快,我国政府的治理能力和体系也在不断加快推进,全国各地都在不断朝着数字化、智能化转型,在提升防灾减灾过程中,也在不断加大建设的步伐,尤其是在火灾的监测方面,已经初步实现自动化、网络化等成果。基于此,文章结合笔者自身工作经验,就智能化系统在森林防火中的创新应用进行相关探讨,以期可以对森林防火工作提供一定的借鉴。
         关键词:智能化;森林防火;应用
         森林防火工作一直是我国国民经济建设与发展中的重要组成部分,整体生态系统中,可以提供人们生活所需的各种木材产品,并且还可以发挥美化环境、涵养水源等多种作用。但我国的森林资源总量较为匮乏,在森林覆盖率方面仅仅是达到世界平均水平的六成。森林火灾是对森林资源影响最大的因素,如果发生火灾,会对社会经济建设造成很大损失,同时会威胁到人民的生命安全。基于此,林业信息化、智能化建设应该提高重视,推动智能化森林防火的进程,从预警、检测、指挥、处置等多个方面促进森林防火从经验转向现代化的综合防范转型,从而确保实现长治久安的森林防火工作。
         1、森林防火智能化建设存在的问题
         1.1卫星遥感技术有待提升
         在应用卫星遥感技术过程中,虽然可以针对大区域状况有较好的反应,但没有较高的空间分辨率,并且卫星数据在每日工作中,只能对相同地方覆盖两次,但扫描间隔时间较长、频次较低也很明显,同时影像数据会受到云层经常干扰。
         1.2业务应用系统有待完善
         在部分技术应用中,仍然需要人工对火情进行识别和判断,因此,就要求人员有较高的素质。利用卫星遥感预警和检测火情过程中,主要是采用人工目视的方式进行监测,这种方式不仅费时而且费力,即便是通过固定视频或者是无人机预警监测过程中,也没有行之有效的火情自动识别应用系统。
         1.3各项预警数据没有形成有效整合
         预警数据会存在差异,主要是来源于不同的部门、行业,其目的、层次、功能也各不相同,因此,针对种类繁多的预警数据,如何形成异构系统统一,形成信息资源的共享和继承,最终满足统一调度,还没有得到良好的解决。
         2、森林防火智能化建设发展对策
         2.1 重视信息化工作
         我国多年以来一直在积极推进信息化建设与林业改革,并且先后出台了如《“互联网+”林业行动计划》等多种文件,将信息化建设作为林业发展的主要战略任务,并且通过不断的努力,预警响应规范化建设工作取得了较为明显的成效。要提升预警的精度和实效,首先应该对空间技术进行充分的利用,并且还要提升卫星监测林火的时效性,以及提升识别能力;其次,应该针对各地实际情况,最大限度加大信息化、智能化建设的力度,从而不断完善森林防火保障机制。
         2.2 多项技术协调配合
         地区不同所应用的林火预警监测乏味也存在差异,当然所应用的设施、技术也各不相同。因此,针对地区之间的差异,应该分层次规划构建林火预警监测体系,从而就可以避免盲目性建设和局部性建设的情况发生。例如,从国家级的层面来说,所运用的资源就更为丰富,在国家级层面中应该以卫星为主要手段,从而才可以实现林区全覆盖的全日多频率监测。而在省级的层面来说,可以主要应用无人机的方式进行监测,但仍然要依托国家层面预警手段完成监测工作。而针对县级、国营林场等级中,主要是应该以视频预警监测的方法,并且积极与气象部门进行合作,在预警监测体系之中,充分结合天、空、地,形成一体化监测。


         2.3 加大专业技术人才培养
         在智能化森林防火系统建设工作中,其对于实际使用有着很高的要求,并且新技术、新要求也在不断更新迭代,通过新技术、系统的应用,可以有效提升森林防火智能化的效率,因此,必然需要有高、精、尖的人才进行操作,如此必然需要加强专业技术队伍的建设。相关部门必须要加大培养智能化建设技术人才的培养工作支持,加强基础知识培训和实践操作能力培养力度,最终提升整体素质,满足当今林业发展的需求。
         2.4 完善森林数据库建设
         在智能化森林防火系统建设过程中,数据可以说是其中的核心组成部分,因此,需要建立完善的森林防火数据库,做好系统化的信息登记,其中要包括文字、图像、视频等多种数据信息。通过数据库技术的良好应用,可以有效管理好森林火灾、地理信息、遥感信息等多种信息,在进行预警决策中提供了重要的依据。并且其他记录的数据资料,可以为以后改进预警工作提供有利的参考依据,还可以有效避免资源浪费。
         3、森林防火智能化建设的创新应用
         3.1 火情自动报警
         通过智能设备以红外热成像的方式,对环境中的温度进行探测,以嵌入DSP温度对火电进行分析,自动探测环境中的热源,随着云台扫描的过程中,自动报警装置会对火电进行检测,如果检测出现超过热点阈值,就可以自动发出报警的信号,对云台中的火点定位扫描模式进行调整,然后重新判断可疑的火点,当明确火点后,报警信号就自然产生,与此同时,通过驱动内部开关量信号,对其他设备形成驱动。通过这种热成像分析算法的应用,可以在5km距离的2m×2m位置的木质火源形成监测,同时例如车辆通过过程中等这一类瞬间热源可以直接排除干扰。并且在嵌入式DSP之中,还可以有识别可见光烟火的功能,对红外分析软件形成辅助作用,对山沟、山背的火情形成有效分析,简单来说就是通过数字图像处理技术,对回传的实时视频进行分析,可以达到最小为10×10像素的烟目标,从而实现更低的误报率更高的火情识别率。
         3.2 火情指挥处理
         红外热成像设备发生报警之后,指挥中心就可以及时接收到并及时按照预案联系火情片区工作人员,病情在地图中还会准确现实瞭望塔、附近水源等多种信息,从而综合气象、火场情况等资源形成高效的人员队伍调度,并可以同时在指挥系统的电子地图上进行详细的记录。
         3.3 火点自动定位
         在整体防火监控系统之中,如若发现火点、热点自动报警之后,就会自动将相应视频传回数字,云台仰俯角、方位角、地理位置的经纬度等,同时对具体火点的实际位置进行智能化计算,在GIS系统之中,会自动计算出红外成像摄像机发现的火点。
         3.4 卫星遥感监测
         可以将多组卫星数据资源介入到智能平台之中,从而就可以实现每半小时一次的报警,如果发现通过卫星回传的报警信息之后,可以自动生成合成彩色图片,该图片主要用于对火点进行判读,同时还可以在GIS地图上,准确显示出火点的具体位置,同时还可以显示出接收卫星的名称,以及接收火点信息的时间、经纬度信息、可置信度等多方面的信息。
         当通过卫星将火点报警信息传回到平台中的时候,平台就可以将距离火点20公里方位内的瞭望塔信息进行自动搜索,同时还可以自动分析出哪些瞭望塔离火点最近,这些也只需要通过一键联动就可以实现,并且通过对视频资源的调取,就可以对火点的视频画面进行实时的查看,如若瞭望塔距离火点的距离超过20公里,相关工作人员就需要派出无人机,从而实现对火点实时画面查看的工作。
         结语:综上所述,随着当今时代信息技术的飞速发展,森林防火智能化建设具有非常高的重要性,相关部门应该加大智能化系统的建设,充分利用大数据、云计算等多种技术与森林防火相融合,强化智能化系统在灾害预测、预报、应急防控中的具体应用,提高森林防火应急能力,降低火灾造成的损失。
         参考文献:
         [1]罗勋.加快智能化建设在森林防火的应用[J].电子世界,2019(18):139.
         [2]胡松华.森林防火工作智能化思考[J].农家参谋,2019(09):91.
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