遠程視頻監控技術在祁連山保護區森林防火工作中的應用與改進

中圖分類號：S762.2 文獻標志碼：B DOI: 10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.10.084

保護森林資源有助于改善自然環境、維持生態平衡、創造經濟收益。近年來，隨著環境逐漸復雜多變，人們對森林防火工作的要求逐漸提高。遠程視頻監控技術作為新型技術手段之一，既可滿足多樣化的森林防火工作需求，又可實現全天候監控與智能預警，顯著提升森林防火工作質量。祁連山保護區地處青海省東北部與甘肅省西部邊境，是我國重要的生態功能區。近年來，隨著全球氣候變化及人類活動影響，祁連山保護區森林火災風險日益增加。然而，以往傳統的森林火災監測與預警手段在面對復雜、廣闊的森林火災時，逐漸暴露出各種弊端。在這一背景下，引入遠程視頻監控技術顯得尤為迫切。基于此，筆者以祁連山保護區為研究對象，重點分析探討遠程視頻監控技術在該保護區全天候監測森林資源、遠程語音、應急調度、火災定位等森林防火工作中的應用，對于嚴密做好森林防火工作、保障林區安全等意義重大。

1森林火災監測預警發展概況

森林作為我國生態文明建設的重要組成部分，在調節氣候、維持生物多樣性、助力經濟與社會可持續發展中作用顯著。《2022年中國國土綠化狀況公報》顯示，我國森林面積2.31億 hm² ，森林蓄積量194.93億 m³ 森林覆蓋率達 24.02% ，我國既是森林資源大國，又是森林火災高發國家[1]。相關數據顯示，2022年我國累計發生森林火災709次，給森林資源、自然生態環境及林區居民帶來極大的影響和損失[2]。為有效防止森林火災的發生，減少森林火災造成的影響及損失，切實做好森林防火工作刻不容緩。

森林火災監測預警作為森林防火工作的重要一環，對于確保火情火警的早發現、早預防、早處置與早撲滅至關重要。近年來，隨著信息技術的快速發展，祁連山保護區積極利用飛機巡護、遙感衛星監測等技術手段，輔助開展森林火災監測預警，取得顯著成效。但是，飛機巡護成本高昂，衛星監測僅適用于宏觀角度的全面監測且時間相對滯后，加之祁連山保護區森林分布零散等客觀因素，致使以上兩種技術手段均無法在該保護區大面積推廣[3]。當前，祁連山保護區部分站點依然沿用傳統的瞭望塔監控、人工巡查等方式，不僅耗時費力，還存在人為因素影響顯著、效率低下等弊端，已無法適應現代林業發展的高標準要求[4]。在這一背景下，遠程視頻監控技術應運而生，并憑借其網絡化、智能化、數字化等優勢在保護區森林防火領域得以廣泛應用，既可全天候、全方位監測林區狀況，第一時間感知潛在火源及異常情況，又可為及早預警森林火災，做好事中決策與事后評估等提供強有力的技術支撐，保障林區森林資源與生態系統安全[5]。

2 遠程視頻監控技術概述

2.1 系統組成

遠程視頻監控系統是一套集視頻監控、智能預警智能調度與防盜報警等諸多功能于一體的信息化系統，主要由前端林火監測預警子系統、鐵塔基建子系統、應急指揮子系統、中心管理子系統及無線傳輸子系統等部分組成。各部分具體介紹如下[]

2.1.1 前端林火監測預警子系統

前端林火監測預警子系統由高清攝像頭、熱成像攝像頭、云臺等設備組成。其中，攝像頭負責對森林區域進行圖像采集，借助高清攝像頭可提供清晰的可見光圖像，為適時掌握林區狀況提供便利；熱成像攝像頭則可通過監測物體的熱輻射及時發現潛在的火災隱患，即使在夜間或惡劣天氣條件下也能正常工作；云臺可實現攝像頭的水平與垂直旋轉，擴大監控范圍，以便更好地監測森林各角落。當監測到煙霧、火光等異常情況時，系統將第一時間識別定位，然后將獲取的影像與氣象信息上傳至指揮中心，同時立即發出警報。

2.1.2鐵塔基建子系統

鐵塔基建子系統大都建設于林區制高點，可全面覆蓋林區，主要用于搭載遠程視頻監控林業監測設備、通信傳輸設備等。

2.1.3應急指揮子系統

應急指揮子系統包括指揮中心的硬件設備與軟件平臺。硬件設備通過大屏幕顯示器、通信設備等硬件設備可實時顯示森林火災現場的圖像與信息，為指揮人員科學決策提供便利；軟件平臺具有火災定位、資源調度、預案管理等功能。一旦發生火災，系統可快速定位火災，并根據火災情況及周邊資源分布，合理調度消防人員與設備。

2.1.4無線傳輸子系統

無線傳輸子系統負責將前端林火監測預警子系統采集到的圖像、數據等傳輸到中心管理子系統與應急指揮子系統。由于森林環境復雜，有線傳輸往往難以實現，因此多選用無線傳輸。目前常用的無線傳輸技術包括4G/5G網絡、無線局域網等。以上技術具有傳輸速度快、覆蓋范圍廣、安裝方便等優勢，可滿足遠程視頻監控系統對數據傳輸的高標準要求。

2.1.5中心管理子系統

中心管理子系統負責對整個系統進行集中管理與控制，具備設備管理、用戶管理、數據存儲與分析等多重功能。其中，設備管理可實時監測各子系統的運行狀態，以及時發現并解決設備故障；用戶管理可針對不同用戶設置不同權限，確保系統的安全性與穩定性；數據存儲和分析功能可及時存儲采集到的圖像與數據，既可為事后查詢與分析提供便利，又可為森林火災防控工作提供科學依據。

2.2 工作流程

將前端林火監測預警攝像機架設于林區各火情監測鐵搭制高點之上，在防火期借助林火監測預警攝像機可通過自動巡航方式全天候覆蓋掃描整個林區，以及時發現森林火情，并做到早預警、早救護，盡可能將火災隱患消滅在萌芽狀態。此外，前端攝像機可與氣象傳感器接口對接與進行數據融合，以獲取林區氣象信息數據。借助無線傳輸子系統將獲取的信息傳回指揮中心，通過應急指揮子系統分析研判火情發展態勢、走向，并據此第一時間啟動應急預案，合理調配各項資源，以保證高效撲火滅火[]。

3 遠程視頻監控技術在森林防火工作中的應用

應用遠程視瀕監控技術可助力森林防火工作模式實現明顯改變，由以往單一的人防向“人防 + 技防”模式發展，大幅提升森林防火能力，推動智慧林業的發展[8]。整體而言，遠程視頻監控技術在祁連山保護區森林防火領域的應用主要包括以下5方面。

3.1 全天候監測

近年來，隨著祁連山保護區森林防火形勢的日趨嚴峻，人們對遠程視頻監控技術提出更高要求。應用系統配備的高清云臺攝像機、可見光與熱成像視頻系統等設備技術，可全方位監控林區狀況，探測半徑10km 范圍內的火災發生狀況，且不受生態環境、自然環境等因素的制約，保證探測結果的有效性與精準度[。此外，應用紅外線成像技術監測實際溫度，并將其與預設值進行對比分析，可獲取林區熱源分布狀況信息。一旦監測到溫度超出預設值，系統將立即發出警報，并第一時間安排專業人員前往現場勘察，既可準確掌握林區火災發生點的信息，又可為森林防滅火提供精準的參考依據。

3.2遠程語音

遠程視頻監控技術可配備遠程語音對講功能，當監控系統發現異常情況，如疑似火源或人員非法進入林區時，監控人員可通過遠程語音系統及時發出警告，阻正可能引發火災的行為。例如，一旦發現有人在林區吸煙，監控人員可立即喊話制止，告知其行為的危險性，并要求其迅速離開林區。同時，在發生火災時，遠程語音系統可用于指揮救援行動，向救援人員傳達準確的位置信息與行動指令，提高救援效率[10]。

3.3應急調度

當祁連山保護區出現異常情況時，監控系統可迅速捕捉畫面，并將信息實時傳輸到指揮中心。指揮人員可通過清晰的視頻圖像，第一時間準確判斷火災的位置、范圍和火勢大小，為應急調度提供關鍵的決策依據，使救援力量可快速、精準地到達火災發生地點。另外，借助遠程視頻監控技術，指揮中心可實時跟蹤祁連山保護區火災的發展態勢，并據此及時調整應急調度方案。例如，當火勢蔓延方向發生改變時，迅速通知救援隊伍調整防線，以避免不必要的損失[]。同時，根據不同區域的監控信息做出判斷，合理分配救援資源，確保重點區域得到優先保障。

3.4 定位火災

遠程視頻監控技術還可準確定位火災，為及時撲救火災提供關鍵信息。高清攝像頭可覆蓋大面積林區，通過多角度、多方位的監控，可快速確定火災發生的具體位置。一旦監控系統監測到祁連山保護區有火災跡象，會立即通過衛星定位、地理信息系統等，精準標注火災發生點的坐標信息，并將其推送至指揮中心，工作人員可據此迅速在祁連山保護區地圖上找到火災發生位置，并規劃出最佳的救援路線，既可大大縮短火災定位時間，又可為及時撲救火災爭取寶貴時間。另外，在火災定位過程中，遠程視頻監控可提供周邊環境的信息，如火災發生地的植被類型、地形地貌與水源分布等，為科學制訂火災救援路線及救援方案提供有力參考。

3.5 共享火災信息

森林火災發生時，遠程視頻監控系統可通過網絡將實時視頻畫面、火災定位信息、火勢發展情況等傳輸至各級指揮中心、相關部門與救援隊伍的移動終端上，不同部門與工作人員可同時了解火災現場狀況，實現信息的同步共享，既有助于避免重復工作，又可精準掌握森林防火與救援信息及指示，保障森林防火工作開展質量。

4遠程視頻監控技術應用面臨的挑戰及改進措施

4.1 面臨的挑戰

4.1.1 圖像質量問題

祁連山保護區森林環境復雜多變，大霧、暴雨等天氣狀況時有發生。一旦出現以上天氣現象，攝像頭將難以捕捉到清晰畫面，導致無法準確識別火災跡象。林區光照條件不穩定，白天與夜晚光線條件差異顯著，夜間圖像質量往往較差，難以有效監測火災。祁連山保護區森林面積廣闊，攝像頭覆蓋范圍有限，易出現監控死角，導致部分區域一些潛在的火災隱患無法被有效監測。

4.1.2數據傳輸問題

遠程視頻監控系統需要將大量的圖像及數據實時傳輸至指揮中心，這對數據傳輸的速度與穩定性提出較高的要求。然而，在一些偏遠林區，網絡信號覆蓋不足，數據傳輸可能會出現中斷、延遲等問題，直接影響指揮中心對火災情況的及時掌握與科學決策。

4.1.3人員素質問題

遠程視頻監控系統的操作與管理需要專業的技術人員，但在祁連山保護區部分林區，從事森林防火工作的人員素質參差不齊，缺乏對遠程視頻監控技術的了解和掌握，無法及時發現與解決設備故障，導致其在實際使用中的作用與功能無法得以充分發揮。例如，由于技術水平不足，工作人員無法準確識別監控畫面中的異常情況，或者在系統出現小故障時無法及時處理，直接影響監控效果與效率。另外，工作人員未能定期維護系統設備，既縮短了設備的使用壽命，又會顯著增加維護成本。

4.2 改進措施

4.2.1 提高圖像質量

祁連山保護區應引進具有高感光度、低噪聲的圖像傳感器，提高其在弱光環境下的成像質量。同時，運用圖像增強算法科學處理惡劣天氣條件下獲取的圖像，去除噪聲，增強對比度，增強圖像清晰度。結合祁連山保護區地形地貌、植被分布狀況，合理設置攝像頭的位置與角度，以盡量減少監控死角。也可采取高低搭配、遠近結合的方式，擴大監測的覆蓋范圍、提高分辨率。

4.2.2 暢通數據傳輸渠道

1）強化網絡基礎設施建設。祁連山保護區相關部門可在林區周邊區域增設信號基站，擴大網絡覆蓋范圍，提高信號強度和穩定性。同時，采用5G等先進的無線傳輸技術，滿足大數據量的高速傳輸需求。2）優化數據傳輸方式。壓縮處理視瀕數據，在保證圖像質量的前提條件下減少數據量，以降低其對帶寬的要求；還可采用分布式存儲與云計算技術，將數據分散存儲于多個節點上，提高數據的安全性與可訪問性。

4.2.3 提高人員素質

1）積極引進專業人才。祁連山保護區相關部門可通過招聘、引進等方式，吸納一批具有相關專業背景且經驗豐富的人才充實現有的森林防火隊伍。2）加強人員培訓。相關部門應針對操作及維護人員的不同需求，制訂詳細的培訓計劃。培訓內容應包括系統的基本原理、操作方法、常見故障處理等方面，通過理論學習和實際操作相結合的方式，提高整個團隊的技術水平與綜合素質。3）建立考核機制。對操作人員和維護人員進行定期考核，檢驗其理論知識水平與實際操作能力。根據考核結果，給予其相應的獎勵與懲罰，激勵其不斷學習與提高自身的專業技能。

5結語

遠程視頻監控技術在森林防火中發揮著不可替代的重要作用。該系統通過全天候監測森林資源、遠程語音、應急調度、定位火災等，顯著提高了祁連山保護區森林防火的效率與準確性。然而，該技術在應用中面臨圖像質量、數據傳輸與人員素質等方面的挑戰。為此，祁連山保護區相關部門應積極采取提高圖像質量、優化數據傳輸、加強人員培訓等有效改進措施，以充分發揮遠程視頻監控技術的優勢，為保護區域森林資源、維護生態平衡貢獻力量。

參考文獻：

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（責任編輯：劉寧寧）