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森林防火視頻監(jiān)控方案

中國(guó)每年平均發(fā)生森林火災(zāi)約1萬(wàn)多次，燒毀森林幾十萬(wàn)至上百萬(wàn)公頃，約占全國(guó)森林面積的5～8‰。1987年5月黑龍江大興安嶺還發(fā)生特大森林火災(zāi)，過(guò)火面積101萬(wàn)公頃，其中有林面積占70%。森林火災(zāi)給國(guó)家和人民帶來(lái)了不可估量的生態(tài)環(huán)境和生命財(cái)產(chǎn)的損失，如何快速發(fā)現(xiàn)火苗并及時(shí)撲滅已成為擺在整個(gè)行業(yè)面前的問(wèn)題。

現(xiàn)代高新技術(shù)日益發(fā)展，熱成像在森林防火中的優(yōu)勢(shì)日益明顯。由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控使用外，還可以作為有效防火報(bào)警設(shè)備，在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。用肉眼很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。而應(yīng)用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，透過(guò)煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，做到早知道早預(yù)防，早撲滅。紅外熱成像穿透霧氣與水汽能力非常強(qiáng)，不受惡劣天氣影響。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控采用可見(jiàn)光進(jìn)行監(jiān)控，如果有霧霾天氣，很難發(fā)現(xiàn)隱藏在霧霾之后的火情。熱成像的工作波段為大氣透過(guò)率極高的3-5微米以及8-14微米的長(zhǎng)波紅外，霧氣及水汽對(duì)熱成像透過(guò)率的衰減非常小，在霧霾天氣下，熱成像可穿透霧霾發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處存在的火情。

整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能：

1.監(jiān)控指揮屏幕墻可以實(shí)時(shí)顯示前端采集點(diǎn)的圖像。

2.所有視頻圖像進(jìn)行全程錄像存儲(chǔ)，并可以對(duì)以往的歷史圖像進(jìn)行查詢(xún)和回放。

3.采用野外重載數(shù)字回顯云臺(tái)，具有實(shí)時(shí)回顯位置信息功能；同時(shí)配備電動(dòng)長(zhǎng)焦距鏡頭和低照度高清晰攝像機(jī)；可以通過(guò)專(zhuān)用操作鍵盤(pán)或監(jiān)控軟件控制云臺(tái)頭。

4.通過(guò)設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)整個(gè)有林面積的監(jiān)視。

5.系統(tǒng)安全性高，采用人員身份認(rèn)證、訪(fǎng)問(wèn)控制功能和審核功能等方式保證系統(tǒng)安全可靠。

6.查詢(xún)簡(jiǎn)便性：采用時(shí)間流設(shè)計(jì)，可由時(shí)間、日期、前端采集點(diǎn)完成資料檢索。

7.光纜傳輸模式，降低系統(tǒng)成本。

8.火情識(shí)別報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控攝像機(jī)撲捉到林火時(shí)，由系統(tǒng)確認(rèn)火點(diǎn)位置，通過(guò)聲音報(bào)警信息，通知工作人員。

9.電源系統(tǒng):電源供給在全天候的環(huán)境下,保證系統(tǒng)不間斷供電。

10.防雷接地系統(tǒng):系統(tǒng)要有安全的防雷接地保障措施,確保系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行。

整個(gè)系統(tǒng)是基于前端設(shè)備與平臺(tái)的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。接下來(lái)分別介紹下這兩部分。

前端設(shè)備：觀測(cè)型熱成像雙光譜網(wǎng)絡(luò)云臺(tái)攝像機(jī)。需要在觀察范圍附件選取一個(gè)觀測(cè)制高點(diǎn)安裝。

1、 熱成像圖像可聯(lián)動(dòng)可見(jiàn)光變倍，查看周邊情況。

2、 極佳的熱成像圖像效果

a、 384×288分辨率

b、 AGC自動(dòng)增益調(diào)節(jié)、3D降噪、DDE圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)

c、 14種偽彩可調(diào)

    3、透霧功能

     可見(jiàn)光通道支持光學(xué)透霧

    4、云臺(tái)功能

    云臺(tái)支持的角度：水平方向360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，垂直-45°~+45°。

5、室外IP66防護(hù)等級(jí)、防雷、防浪涌、防突波。

平臺(tái)聯(lián)動(dòng)：

（1）報(bào)警：采用聲音+光學(xué)雙告警方式，在接收到前端告警后，會(huì)有1秒內(nèi)啟動(dòng)預(yù)置的聲音告警，提醒用戶(hù)查看。同時(shí)，彈出懸浮產(chǎn)生告警的熱像和可見(jiàn)光的實(shí)時(shí)視頻圖像，并且會(huì)在視頻圖像中填加火源位置標(biāo)識(shí)框突顯告警點(diǎn)信息，另外，還會(huì)將火點(diǎn)方位角和距離信息同時(shí)顯示，方便用戶(hù)觀察。

（2）虛警區(qū)屏蔽：實(shí)際場(chǎng)景中，總會(huì)存在一些非火災(zāi)的高溫?zé)狳c(diǎn)目標(biāo)，如屋頂太陽(yáng)能設(shè)備、農(nóng)家燒火的煙囪、能反射太陽(yáng)紅外線(xiàn)形成虛熱源的平面金屬等，如果軟件系統(tǒng)不進(jìn)行處理，這些目標(biāo)就會(huì)被當(dāng)成熱源目標(biāo)產(chǎn)生虛假告警，增加誤報(bào)率。增加了屏蔽虛警功能，可設(shè)置多邊形虛警區(qū)，在掃描過(guò)程中可針對(duì)每幀圖像進(jìn)行分析，自動(dòng)適應(yīng)目標(biāo)大小、數(shù)量變化。

（3） 基于三維GIS高程數(shù)據(jù)定位：平臺(tái)軟件在接收到前端回傳的告警定位數(shù)據(jù)后，依據(jù)前端設(shè)備的GPS位置、云臺(tái)方位信息、火源像素坐標(biāo)和地圖三維GIS高程數(shù)據(jù)聯(lián)合計(jì)算，快速準(zhǔn)確定位火點(diǎn)的GPS位置，并在電子地圖中標(biāo)示火點(diǎn)位置，定位精度最高可達(dá)幾十米。

（4） 具有PTZ控制功能的360°全景圖:以攝像機(jī)為中心作360°全范圍掃描，拼接出一張實(shí)際全景圖片，并且自動(dòng)將云臺(tái)的預(yù)置點(diǎn)位置用黃色點(diǎn)標(biāo)記在全景圖上，用戶(hù)可以直接在全景圖上點(diǎn)擊預(yù)置點(diǎn)位置，云臺(tái)自動(dòng)轉(zhuǎn)到這一位置上，比常規(guī)云臺(tái)操作更加直觀簡(jiǎn)單。同時(shí)，當(dāng)前攝像機(jī)觀察范圍會(huì)以紅色方框?qū)崟r(shí)顯示在全景圖上，這樣用戶(hù)可以非常直觀的把握當(dāng)前攝像機(jī)觀察位置和目標(biāo)在整個(gè)場(chǎng)景中的方位。另外，虛警區(qū)也會(huì)以藍(lán)色多邊形框圖顯示在全景圖上，方便用戶(hù)判斷虛警區(qū)的屏蔽。

    本次關(guān)于方案中前端設(shè)備和平臺(tái)的介紹就這么多，在具體方案中還需考慮傳輸，服務(wù)器的搭建等等。由于是在戶(hù)外，線(xiàn)路不易施工，且一座山到另一座山間距離過(guò)遠(yuǎn)，給線(xiàn)路帶來(lái)很大的成本壓力。故優(yōu)先考慮采取無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳輸?shù)姆绞健Ｄ敲礋o(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋的供電（包括攝像機(jī)，廣播喇叭，警示燈）也是個(gè)問(wèn)題，考慮到戶(hù)外具有無(wú)高樓遮擋物的優(yōu)勢(shì)，太陽(yáng)能，風(fēng)能比較充裕，故可采取風(fēng)光互補(bǔ)的供電方式。

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