森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)在乳陽(yáng)林區(qū)的構(gòu)建

張家棟，龔粵寧

（1.廣東省乳陽(yáng)林業(yè)局，廣東 韶關(guān) 512727；2.南嶺國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，廣東 韶關(guān) 512727）

森林火災(zāi)是危害森林資源的主要災(zāi)害之一，防范和減少森林火災(zāi)是林業(yè)工作的重要組成部分，是保護(hù)森林資源的重要措施[1，2]?；亓加窀笨偫?007年2月9日在國(guó)家森林防火指揮部第二次全體會(huì)議暨2007年全國(guó)森林防火工作電視電話會(huì)議上的講話中指出，加強(qiáng)對(duì)高火險(xiǎn)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等級(jí)巡護(hù)瞭望和預(yù)警監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除隱患，加快森林火險(xiǎn)預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)，通信指揮系統(tǒng)建設(shè)，建立森林火險(xiǎn)分級(jí)響應(yīng)和預(yù)警信息發(fā)布機(jī)制，全面提升森林火災(zāi)預(yù)警能力[3]。

隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，森林防火也開(kāi)始實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化管理。2013年，廣東省乳陽(yáng)林業(yè)局通過(guò)中央投資森林重點(diǎn)火險(xiǎn)區(qū)綜合治理工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，用于森林防火工作。利用現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)及早發(fā)現(xiàn)森林火險(xiǎn)火情，在很大程度上彌補(bǔ)人員巡視的不足，可大幅提高森林防火工作的科技水平，減少森林火險(xiǎn)火情的發(fā)生，降低森林火災(zāi)的損失[4]。

1 乳陽(yáng)概況及系統(tǒng)建設(shè)基本情況

1.1 乳陽(yáng)概況

廣東省乳陽(yáng)林業(yè)局地處24°47′—25°00′N(xiāo)，112°51′—113°07′E?，F(xiàn)有林業(yè)用地面積3.1萬(wàn)hm2，活立木蓄積量159萬(wàn)m3，森林覆蓋率達(dá)96.3%。是廣東北部的天然屏障，是南方生物物種的發(fā)祥地和集中地，是我國(guó)生物多樣性關(guān)鍵地區(qū)之一，是廣東目前保存面積較大的原始林和原生性較強(qiáng)的次生林分布區(qū)域，是目前世界上同緯度僅存面積最大的綠洲，轄區(qū)內(nèi)有廣東第一峰，海拔1 902m。

1.2 系統(tǒng)建設(shè)基本情況

2013年，廣東省乳陽(yáng)林業(yè)局開(kāi)始籌建森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，在綜合考慮地形及用電條件情況下，充分利用移動(dòng)通信塔臺(tái)，選取重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)可視區(qū)域覆蓋面積大的山峰作為監(jiān)控點(diǎn)。至2014年末，建成第二峰、小黃山、老蓬九公里、天門(mén)嶂等四個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。今后，將繼續(xù)加大資金投入實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)林區(qū)的全覆蓋、全監(jiān)控。

2 森林防火監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)主要有前端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)、監(jiān)控指揮中心三部分組成。

2.2 工作原理

系統(tǒng)通過(guò)在監(jiān)控點(diǎn)塔臺(tái)上安裝的前端設(shè)備不間斷拍攝，將周?chē)纳謭D像和火災(zāi)自動(dòng)預(yù)警信息，經(jīng)過(guò)微波或移動(dòng)通信光纜傳輸至指揮中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)獲得的信息指揮相關(guān)人員采取相應(yīng)措施進(jìn)行撲救工作。

圖1 系統(tǒng)工作原理示意圖

3 主要設(shè)備功能

3.1 前端設(shè)備

前段主要由攝像機(jī)、智能圖像處理器、設(shè)備防盜系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)等組成。

3.1.1 透霧攝像機(jī) 利用納米光波濾光技術(shù)，可以穿透霧霾，清除霧天對(duì)系統(tǒng)可視距離的影響，并具有深化云煙的能力，讓林火發(fā)生的初期就很容易被系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別并報(bào)警，減少損失。

3.1.2 長(zhǎng)焦距透霧鏡頭 高倍率長(zhǎng)焦鏡頭的使用可讓每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)覆蓋較大的可視區(qū)域，使設(shè)備的投資發(fā)揮最大效用。

3.1.3 智能圖像處理器 可控制云臺(tái)進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，全方位監(jiān)控，將監(jiān)測(cè)對(duì)象的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，根據(jù)森林背景圖像和火災(zāi)、空間幾何紋理特征進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)火情判決報(bào)警。

3.1.4 定位云臺(tái) 高精度定位云臺(tái)，可將監(jiān)控位置間的回轉(zhuǎn)速度達(dá)到10°或更高，定位精度達(dá)到0.012 5。

3.1.5 風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng) 該系統(tǒng)通過(guò)風(fēng)光互補(bǔ)，為前端設(shè)備提供可靠穩(wěn)定的電源。

3.1.6 高壓脈沖防盜系統(tǒng) 可保護(hù)投資及設(shè)備安全。

3.1.7 避雷接地系統(tǒng) 可有效防止雷擊對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的損壞。

3.2 傳輸系統(tǒng)

系統(tǒng)傳輸部分是連接前端設(shè)備與中心控制系統(tǒng)的中間通信部分。選用何種方式傳輸作為監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸通道，是監(jiān)控系統(tǒng)能正常運(yùn)作、發(fā)揮功效的關(guān)鍵所在。綜合考慮林區(qū)特點(diǎn)，針對(duì)小黃山及第二峰兩個(gè)監(jiān)控點(diǎn)地形復(fù)雜，鋪設(shè)光纜極其困難的情況，采取遠(yuǎn)距離微波傳輸系統(tǒng)（監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心連接采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線橋連接模式），將數(shù)據(jù)傳輸至九公里監(jiān)控點(diǎn)后，采取租用移動(dòng)通信光纜將數(shù)據(jù)傳輸至指揮中心。天門(mén)嶂監(jiān)控點(diǎn)則直接通過(guò)微波將數(shù)據(jù)傳輸至指揮中心。

3.3 視頻監(jiān)控中心

主要由監(jiān)控中心服務(wù)器、顯示終端、軟件平臺(tái)構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)前段視頻的瀏覽、控制、告警顯示與處理、相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等功能。目前此視頻監(jiān)控中心系統(tǒng)已與南嶺國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局?jǐn)?shù)字化平臺(tái)對(duì)接，通過(guò)與保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)（GIS）無(wú)縫結(jié)合，完成對(duì)發(fā)生的火情、火警區(qū)域?qū)崿F(xiàn)精確定位，可實(shí)時(shí)做出分析判斷，確定撲救方案，將火線控制在萌芽狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

森林防火視頻系統(tǒng)，是森林防火工作的實(shí)際需要，是森林防火技術(shù)的主流發(fā)展趨勢(shì)[5]，更是建立現(xiàn)代林業(yè)的必要途徑。建設(shè)森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將有效實(shí)現(xiàn)乳陽(yáng)林區(qū)森林防火工作“預(yù)防為主，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速撲救”的目的。

[1]高顯連，王慶杰.森林防火信息系統(tǒng)的主要技術(shù)[J].林業(yè)資源管理，2003，8（4）：51－55

[2]江建生.湖北省森林防火指揮決策系統(tǒng)有關(guān)問(wèn)題的探討[J].湖北林業(yè)科技，2003（4）：33－35

[3]回良玉.在國(guó)家森林防火指揮部第二次全體會(huì)議暨2007年全國(guó)森林防火工作電視電話會(huì)議上的講話[J].森林防火，2007（1）：3－5

[4]張峰，鄭丹萍，夏屹.數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用——以湯浦水庫(kù)林區(qū)數(shù)字微波監(jiān)控系統(tǒng)為例[J].浙江林業(yè)科技，2006（11）：51－54

[5]劉少軍，甄久立.智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在森林防火上的應(yīng)用[J].林業(yè)科技情報(bào)，2012，44（2）：16－17