10森林防火〔資源監(jiān)管〕森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)方案前言森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測在林業(yè)中的應用已經(jīng)從零散的點的應用進展到融合的全面的創(chuàng)應用，隨著現(xiàn)代信息技術的逐步應用，能實現(xiàn)林業(yè)資源的實時、動態(tài)智能化監(jiān)測和治理，更透徹地感知摸清生態(tài)環(huán)境狀況、遏制生態(tài)危機，更深入地監(jiān)測預警大事、支撐生態(tài)行動、預防生態(tài)災難。森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)是指充分利用視頻監(jiān)控、林火智能分析、紅外感應、移動手持、無人機、衛(wèi)星熱點、生態(tài)監(jiān)測、無線傳輸?shù)刃畔⒓夹g，通過物聯(lián)化、智能化的手段，形成林業(yè)立體感知、治理協(xié)同高效、生態(tài)價值凸顯、效勞內(nèi)外一體的林業(yè)進展模式。森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測的核心是利用現(xiàn)代信息技術，建立一種智能化立體進展的長效機制，實現(xiàn)林業(yè)高效高質(zhì)進展。森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測是增加林業(yè)進展質(zhì)量、促進林業(yè)可持續(xù)進展的重要支撐和保障。對林業(yè)森林資源防火、防盜、護林、生態(tài)等智能化動態(tài)監(jiān)測，則需要森林防火〔資源監(jiān)管〕監(jiān)測由過去的扁平化單一監(jiān)測向立體化動態(tài)監(jiān)測轉(zhuǎn)變，對森林資源實行基于太空衛(wèi)星熱點大面積間隔動態(tài)熱點監(jiān)測和高空無人機巡護按需動態(tài)偵查監(jiān)測構(gòu)成的空、天一體無遮擋高空監(jiān)測，對森林資源基于高山或視野開闊區(qū)域的大范圍定點連續(xù)動態(tài)管護監(jiān)測和對森林資源重點路口小范圍定點2種定點動態(tài)監(jiān)測，對森林資源管護人員配備手持終端進展大范圍移動動態(tài)監(jiān)測的1種移動動態(tài)巡護監(jiān)測。從而構(gòu)建立森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)。林業(yè)主要任務是強化森林資源保護：加強資源保護、完善管護模式等，其管護的核心任務是：防火、防盜、護林等具體事項，承受森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)主要解決以下問題：n“空、天”監(jiān)測模式：1〕天空衛(wèi)星熱點監(jiān)測三道口林場總面積57699畝〔不含場帶村組〕，其中：生態(tài)公益林面積40351畝〔國家級19671畝，省級20680畝〕，商品林面積14647畝〔一般用材林92475400畝〕，2701畝。活立木蓄12.59萬m3。立竹180萬根。如何能夠從整體上把握全場全部森林資源管護監(jiān)測，則需要通過高空熱點衛(wèi)星才能夠?qū)崿F(xiàn)大面積監(jiān)測要求，而國家林業(yè)局熱點衛(wèi)星則具備全天到熱點衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)存儲在國家林業(yè)局數(shù)據(jù)中心，由于熱點衛(wèi)星監(jiān)測某一區(qū)域存在時間間隔，既上一次監(jiān)測到下一次監(jiān)測存在時間間隔，所以治理單位可通過數(shù)據(jù)中心提取上一次監(jiān)測數(shù)據(jù)通過智能分析從而了解全場全部森林資源管護狀況，由于屬于高空監(jiān)測所欲無遮擋監(jiān)測面積大，格外適宜某些不易覺察的區(qū)域發(fā)生林火監(jiān)測，是一種先進高效林火監(jiān)測手段。2〕高空無人機偵查監(jiān)測三道口林場森林資源分布零散，地形簡潔，一旦遇到林火報警，需要安排相關人員前往火災現(xiàn)場偵查，往往需要花費較長的時間才能到達火場，從而貽誤時機，同時偵查人員到達火場由于受視野局限性，很難全面把握火場時機狀況。從而造成既耽誤時間又不能全面了解火場狀況，針對存在的問題可實行高空無人機偵查，通過無人機空中快速飛行到達火場上空，通過高空無遮擋拍攝可以全面了解火場狀況，并為進一步應急指揮調(diào)度提供牢靠的依據(jù)。同時可以在撲滅林火后安排無人機巡航對撲滅區(qū)域做紅外熱源探測，防止撲滅區(qū)域內(nèi)部的火源復燃，從而提高撲救效率。高空無人機還可以采集林區(qū)圖像信息，用于病蟲害防治。n人員移動巡護監(jiān)測模式：森林資源人工護林巡護是保護森林資源管護的重要途徑之一，在有效治理好三道口林場的護林員巡護職責，對保護森林資源管護具有重要作用，由于基層的護林員大多數(shù)都是當?shù)仄刚埖姆菍Ｂ毴藛T，是否能夠依據(jù)林業(yè)要求按時按要求完成巡護，根本沒有治理手段可以考核，從而造成局部重要林區(qū)存在護林巡護的存在真空期，一旦發(fā)生林火、盜竊大事也很難追查的狀況存在?；诖嬖诘膯栴}，實行為護林員配置手持移動終端，通過GPS或北斗實時定位監(jiān)測，并將監(jiān)測定位數(shù)據(jù)通過營運商移動通信網(wǎng)絡傳回到監(jiān)控中心地理信息系統(tǒng)顯示移動軌跡，通過設定每個護林員護林巡護軌跡比照實際巡護軌跡考核護林員每天工作狀況。為有效治理護林員供給有力的手段。由于手持終端具備拍照、語音、數(shù)據(jù)傳輸，所以手持終端還可以為護林員供給應急通訊、大事照片上傳等有用功能。n地面監(jiān)測模式：1〕大范圍定點連續(xù)動態(tài)火源監(jiān)測基于現(xiàn)階段三道口林場的森林資源防火主要是以宣傳教育和人工巡護為主，由治理部門安排護林員或其它人員對重點時段、重點區(qū)域進展人工巡查和治理、日常工作防范以護林員進入林區(qū)巡護為主、建立撲救隊等措施。依據(jù)大多數(shù)地方的實際狀況分析，有限的護林員面對大范圍的林區(qū)資源進展巡護時，很難做到較大范圍的巡查掩蓋，而且大多數(shù)林區(qū)的道路條件不好，到達每個遠眺塔需要花費較長的時間，無論是巡查掩蓋范圍還是時效性都不能滿足現(xiàn)階段日益增長的林區(qū)人員活動的監(jiān)護巡查需要。往往實際狀況是，每天都在巡護，而因人員活動引起的火災卻時有發(fā)生，造成這種狀況的緣由是基于人工方式林區(qū)巡護監(jiān)看主要缺點有，一是人的眼睛可視的范圍較小，即使通過遠眺塔能夠到達的可視距離和范圍是有限的無法對大面積的林區(qū)資源實現(xiàn)觀看，二是護林員巡查的路徑所掩蓋的林區(qū)是有限的，巡查路徑和時間相對固定，而進取林區(qū)的人或者游客無論是路徑還是時間都存在很多不確定，可能造成每天都在巡護，而因人員活動引起的火災及林木砍伐卻時有發(fā)生的狀況。基于三道口林場存在的問題進展分析，針對森林防火的有效的手段是能夠?qū)α謪^(qū)的資源進展大范圍、大視野24小時實時監(jiān)測，能夠?qū)ψ詣佑X察林區(qū)內(nèi)的有火或者有煙的時候自動報警，并且能夠?qū)⒒瘘c的位置能夠定位，通過這種方式可以解決因人工護林造成的森林防火缺乏的狀況。一種有效的解決手段是利用視頻監(jiān)控技術結(jié)合智能化的煙火識別技術，對數(shù)公里范圍內(nèi)的森林資源進展監(jiān)測的一種方式，通過智能化的森林防火預警手段，不僅可以實時監(jiān)看和記錄森林資源的狀況，同時由于承受了智能化的監(jiān)測機制，可以通過智能化設備自動完成對森林資源的火災監(jiān)測和報警，關心森林防火監(jiān)測人員完成對森林資源的自動監(jiān)測，由傳統(tǒng)的人工監(jiān)測轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓹C器自動監(jiān)測的智能化科技手段，一旦遇到火災自動報警，準時通知相關的工作人員的一種先進合理的預警機制，承受這種預警機制可以為現(xiàn)階段森林防火預警供給一種格外有效的解決方法。通過大范圍、大24小時實時智能監(jiān)測系，可實時了解林區(qū)信息，通過視頻圖像第一時間覺察林區(qū)蟲害。2〕小范圍定點林區(qū)進出口連續(xù)動態(tài)監(jiān)測三道口林場防火、防盜目前主要是以在主要路段設置檢查站對過往車輛進展攔截檢查以及護林員巡山的方式進展防盜，而重點林區(qū)的森林中有較多貴重樹木且價格昂貴，盜竊者往往因利益鋌而走險在非巡護時間進展瘋狂盜竊貴重樹木并通過人工搬運的方式將樹木偷運出去，從而為國家造成重大損失。所以基于傳統(tǒng)的防盜方式已不能滿足三道口林場防盜要求。針對森林資源防盜的有效手段是在林區(qū)關鍵大路部署具備車輛牌照自動抓拍的卡口監(jiān)控，通過系統(tǒng)自動抓拍進出林區(qū)的車輛，為日后執(zhí)法供給依據(jù)，在林區(qū)內(nèi)主要人行道路設置宣傳警示抓拍設備，通過警示抓拍設自動感應進入林區(qū)的人，一旦覺察有人進出林區(qū)，則設備自動播報防火防盜宣傳語，同時系統(tǒng)自動抓拍一張進入林SD卡中或自動上傳至監(jiān)控中心，前者記錄為日后執(zhí)法供給依據(jù)，后者可實時在線防火、防盜監(jiān)測。需求分析森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)具體需求如下：一火情監(jiān)測與覺察森林防火林火識別視頻監(jiān)控或國家林火衛(wèi)星熱點監(jiān)測，一旦覺察火情后會自動識別火情，并把火情警報發(fā)送到森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測，系統(tǒng)會自動彈出報警，同時以發(fā)出報警信息提示值班人員。當火情發(fā)生時，來自各級防火部門對接警工單的生成、合并、核實以及統(tǒng)計，實現(xiàn)自動彈出接警工單、號碼自動帶入顯示或智能煙火識別報警系統(tǒng)自動報警，系統(tǒng)需要準時把火情發(fā)生的位置信息發(fā)送到監(jiān)控人員手機上，以便于用戶準時作出處理。二林火準確定位在收到前端林火自動識別子系統(tǒng)傳送過來的預警信號或國家林火衛(wèi)星熱點監(jiān)測熱點坐標后，森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)依據(jù)火情報警進展自動運算，得到火點報警的準確地理位置，在地圖中準時標注出報警火點并定位。依據(jù)實際狀況，可指揮調(diào)度無人機或滅火隊員前往火場進展火情偵查并進展準確定位。三進出林區(qū)人員及車輛抓拍對進去林區(qū)的車輛及人員進展抓拍，實時了解進入林區(qū)的人員及車輛。在林區(qū)發(fā)生火災或者盜竊時，為日后執(zhí)法供給依據(jù)。四病蟲害預防治理通過衛(wèi)星圖像、無人機采集的視頻圖像、高空防火預警系統(tǒng)采集的圖像、護林員采集的圖像及林區(qū)氣象信息對將來可能發(fā)生的病蟲害進展推想。在林區(qū)災難發(fā)生后或者對林區(qū)可能發(fā)生的災難進展有效推想后，依據(jù)災難狀況，為用戶供給防治的方法和措施。五護林員巡護及治理應用現(xiàn)代化的科技手段治理和效勞好護林人員隊伍、監(jiān)控治理好護林設施設備、實時監(jiān)控主要林區(qū)，做到上下貫穿，監(jiān)控有力、效勞到位，實現(xiàn)護林目標。依據(jù)三道口林場業(yè)務需求主要包括以下幾個方面：治理：自然林保護和退耕還林，植樹造林、國土綠化和封山育林監(jiān)測：森林資源調(diào)查、動態(tài)監(jiān)測和統(tǒng)計三防：森林防火、防盜、森林病蟲害、鼠害的防治、檢疫、監(jiān)測、預報基于以上業(yè)務需求分析，三道口林場林業(yè)主要以防火、防盜、護林、生態(tài)監(jiān)測、業(yè)務治理等為主要目的森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)建設。通過構(gòu)建三道口林場森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)將防火、防盜、護林、病蟲害預防治理等部署到管轄區(qū)域內(nèi)，然后借助傳輸網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)控中心，實現(xiàn)全場林業(yè)森林動態(tài)監(jiān)測，通過智能化分析業(yè)務數(shù)據(jù)進展會聚、分析、提煉形成決策。通過三道口林場森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測系統(tǒng)建設目的，首先需要對三道口林場林業(yè)防火、防盜、護林巡護、病蟲害預防治理的需求進展深入分析，具體分析如下：隨著林區(qū)面積的不斷擴大，給三道口林場的治理帶來了嚴峻的考驗，傳統(tǒng)的以人工看護方式已經(jīng)不能滿足森林管護要求，需要借助先進的信息技術在轄區(qū)內(nèi)建設“天、空、地、人”四維一體預防監(jiān)管綜合治理系統(tǒng)，實現(xiàn)防火、防盜、護林巡護、病蟲害預防治理等功能。三道口林場地處湖北省赤壁市境內(nèi)的低山丘陵區(qū)，分107國道南北兩側(cè)及長江支流陸水河東岸。與崇陽縣桂花林管局及我市三道口鎮(zhèn)、中伙鋪鎮(zhèn)、神山鎮(zhèn)、陸水湖辦事處、茶庵嶺鎮(zhèn)、趙李橋鎮(zhèn)等六個鎮(zhèn)十八個村八十二個村民小組接壤。境內(nèi)溫順潮濕，光照充分，年降雨量1600MM，年平均氣溫16.9度,254天。全場總面積57699畝〔不含場帶村組〕，其中：生態(tài)公益林面積40351畝〔國家級19671畝，省級20680畝〕，商品林面積14647畝〔一般用材林9247畝，竹林5400畝〕，其他2701畝?；盍⒛拘?2.59m3180萬根。依據(jù)工程實際狀況，在林區(qū)內(nèi)部署智能化防火預警監(jiān)測基11站，在林區(qū)重要進口部署車輛抓拍和人員抓拍系統(tǒng)，并為配置護林員治理系統(tǒng)和無人機等，承受適宜的傳輸方式將視頻監(jiān)控圖像及信號傳回監(jiān)控中心，依據(jù)工程實際狀況及規(guī)劃，在龍三道口林場設置監(jiān)控中心。三道口林場森林防火〔資源監(jiān)管〕“空天地人”四位一體監(jiān)測是由前端監(jiān)測與采集系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡、指揮中心構(gòu)成，前端監(jiān)測與采集系統(tǒng)包含前端防火預警監(jiān)測基站、卡口監(jiān)測系統(tǒng)、護林員巡查與治理系統(tǒng)、無人機系統(tǒng)等。依據(jù)三道口林場林業(yè)特點結(jié)合業(yè)務需求進展部署具體分析如下：2.1.森林資源防火監(jiān)測需求分析前端基站對于森林防火監(jiān)控預警系統(tǒng)是格外重要的，是實現(xiàn)林區(qū)視頻采集、林火智能識別、林火定位等森林防火預警格外重要功能的設備站點。由于前端基站位于野外林區(qū)內(nèi)，而且四周一般都有高大灌木林以及林區(qū)的地形地勢條件等，森林防火監(jiān)控預警系統(tǒng)需要考慮監(jiān)控半徑范圍、野外供電、林火火智能識別，依據(jù)地勢地形結(jié)合監(jiān)控預警的特點需要進展基站選址，依據(jù)四周灌木林的高度以及所需監(jiān)控的范圍選擇修建鐵塔的高度，依據(jù)氣候條件考慮設