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概況
森林火災(zāi)是世界性的林業(yè)重要災(zāi)害之一，隨著中國造林事業(yè)的不斷發(fā)展，防火工作成為首要任務(wù)。森林防火必須貫徹“預(yù)防為主，積極撲救“的方針，真正做到早發(fā)現(xiàn)，早解決。目前，基于無線/有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于森林防火監(jiān)控領(lǐng)域。
森林防火遠程監(jiān)控系統(tǒng)，由森林防火指揮部監(jiān)控中心、傳輸系統(tǒng)，以及前端采集點構(gòu)成。
前端采集點一般設(shè)置在林區(qū)各消防瞭望塔制高點上。包括全天候紅外熱成像、可見光攝像機、長焦距變焦鏡頭、全方位定位云臺、野外護罩、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器等。前端采集設(shè)備負責全天候?qū)α謪^(qū)自動掃描，具有多種光學傳感器，利用紅外熱成像探測林區(qū)實時溫差及最高溫度，及時發(fā)現(xiàn)林火并報警，可見光攝像機輔助成像可實時觀察林區(qū)植被情況、火情現(xiàn)場情況據(jù)作為遠程指揮依據(jù)。各監(jiān)控點通過無線/有線傳輸系統(tǒng)，將圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；監(jiān)控中心不僅可以獲得全面的、清晰的、可錄制并回放的多畫面現(xiàn)場實時圖像，還可以對前端攝像機焦距和云臺運動進行操作和控制,對于前端發(fā)生林火報警的監(jiān)控點，通過云臺的實時角度回傳，結(jié)合GIS系統(tǒng)可以實現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生點的經(jīng)緯度定位；前端可選設(shè)置智能化微型氣象站，可以實時的了解當前監(jiān)控點的風力、風向、溫濕度等數(shù)據(jù)，為森林防火指揮提供有力數(shù)據(jù)信息；滿足當前森林防火的各種要求。
通過森林防火遠程監(jiān)控系統(tǒng)，森林防火指揮中心能實時監(jiān)控林區(qū)現(xiàn)場實況，及時發(fā)現(xiàn)火情，起到預(yù)防火災(zāi)的目的?；馂?zāi)發(fā)生時，該系統(tǒng)能將現(xiàn)場圖像實時傳回指揮中心，為指揮中心的遠程指揮調(diào)度提供有力的保障，最大限度地減小火災(zāi)造成的損失；該系統(tǒng)能真實記錄火情發(fā)生、發(fā)展和消滅的整個過程，為火情的預(yù)防、治理提供真實有效的歷史資料。
3國際通常森林防火技術(shù)
國際上現(xiàn)有的森林防火報警技術(shù)：
德國：FIRE-WATCH森林火災(zāi)自動預(yù)警系統(tǒng)
德國投入使用的FIRE-WATCH森林火災(zāi)自動預(yù)警系統(tǒng)，正常監(jiān)測半徑10公里，安裝該系統(tǒng)每套需7.5萬歐元，而在勃蘭登堡州安裝需要120-130套，約1000萬歐元。
美國：護林飛機和紅外遙感火災(zāi)預(yù)警飛機巡邏
美國利用“大地”衛(wèi)星在離地面大約705公里的軌道上繞地球運轉(zhuǎn)，探測地面上的高溫地區(qū)、濃煙地帶以及火災(zāi)遺址。美國使用無人駕駛林火預(yù)警飛機進行24小時監(jiān)測，雖獲得了成功，但耗費了巨額資金。
加拿大：加拿大采用衛(wèi)星巡回監(jiān)測系統(tǒng)
加拿大采用從衛(wèi)星上發(fā)射電磁射線檢測林區(qū)溫度，當檢測出某一林區(qū)局部溫度上升到150℃～200℃，紅外線波長達3.7微米時，便是火災(zāi)前兆，立即測定具體溫度，采取措施及時防火.同時，加拿大林區(qū)采用多架配備先進的直升飛機輪流監(jiān)測森林火災(zāi)，飛行費每小時需5000-6000加元。
國外的技術(shù)有的雖然可靠，但需要借助高空衛(wèi)星，且施工太復(fù)雜；有的技術(shù)方案基礎(chǔ)實施投資太大，多達幾十萬美元，投入成本過高，這些難以滿足我國森林資源監(jiān)測的實際需要。
國內(nèi)采用的監(jiān)測方法
l 地面巡護
地面巡護，主要任務(wù)是向群眾宣傳，控制人為火源，深入了望臺觀測的死角進行巡邏。對來往人員及車輛，野外生產(chǎn)和生活用火進行檢查和監(jiān)督。存在的不足是巡護面積小、視野狹窄、確定著火位置時，常因地形地勢崎嶇、森林茂密而出現(xiàn)較大誤差；在交通不便、人煙稀少的偏遠山區(qū)，無法進行地面巡護，需用各種交通工具費用及人員工資費用，只能用視頻監(jiān)測方法來彌補。
l 瞭望臺監(jiān)測
了望臺監(jiān)測，是通過了望臺來觀測林火的發(fā)生，確定火災(zāi)發(fā)生的地點，報告火情，它的優(yōu)點是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足：是無生活條件的偏遠林區(qū)不能設(shè)了望臺；它的觀察效果受地形地勢的限制，覆蓋面小，有死角和空白，觀察不到，對煙霧濃重的較大面積的火場、余火及地下火無法觀察；雷電天氣無法上塔觀察；了望是一種依靠了望員的經(jīng)驗來觀測的方法，準確率低，誤差大。另外了望員人身安全受雷電、野生動物、森林腦炎等的威脅。
l 航空巡護
航空巡護，是利用巡護飛機進行林火的探測。它的優(yōu)點是巡護視野寬、機動性大、速度快同時對火場周圍及火勢發(fā)展能做到全面觀察，可及時采取有效措施。但也存在著不足：夜間、大風天氣、陰天能見度較低時難以起飛，同時巡視受航線、時間的限制，而且觀察范圍小，只能一天一次對某一林區(qū)進行觀察，如錯過觀察時機，當日的森林火災(zāi)也觀察不到，容易釀成大災(zāi)，固定飛行費用2000元/小時，成本高，租用飛機費用昂貴，飛行費用嚴重不足，這就需要用定點視頻監(jiān)測來彌補其不足。
l 衛(wèi)星遙感
衛(wèi)星遙感，利用極軌氣象衛(wèi)星、陸地資源衛(wèi)星、地球靜止衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星探測林火。能夠發(fā)現(xiàn)熱點，監(jiān)測火場蔓延的情況、及時提供火場信息，用遙感手段制作森林火險預(yù)報，用衛(wèi)星數(shù)字資料估算過火面積。它探測范圍廣、搜集數(shù)據(jù)快、能得到連續(xù)性資料，反映火的動態(tài)變化，而且收集資料不受地形條件的影響，影像真切。
存在的不足：準確率低，需要地面花費大量的人力、物力、財力進行核實，尤其是交通不便的地方，火情核實十分重要。在接到熱點監(jiān)測報告2小時內(nèi)應(yīng)反饋核查情況和結(jié)果。衛(wèi)星遙感監(jiān)控森林防火的其不足是：
1. 熱點達到3個像素時，火已基本成災(zāi)。
2. 從衛(wèi)星過境到核查通知撲火隊伍時間過長，起不到“打早、打小、打了”的作用。
為彌補以上手段不足，我公司“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”可以實現(xiàn)快速、準確、實時的監(jiān)控林火情況，配合林政管理、生態(tài)建設(shè)管理及林業(yè)活動等功能實現(xiàn)各種管理。
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”利用先進的智能化監(jiān)控設(shè)備對林區(qū)進行全天候的遠程監(jiān)控、監(jiān)測，避免了原始人工了望觀察火情的局限，實現(xiàn)了林區(qū)管理數(shù)字化、科學化，大大減少了林業(yè)部門的費用支出和管理成本，提高了林區(qū)企業(yè)的效應(yīng)。
該系統(tǒng)特點：
紅外熱成像:探測林區(qū)熱輻射，通過不同目標溫差實時成像，搭配了測溫模塊可全天候?qū)α謪^(qū)掃描檢測，當測得溫度及溫差數(shù)據(jù)符合林火特征時，系統(tǒng)發(fā)生報警，及時讓防火值班人員掌握林區(qū)火災(zāi)隱患，及時制定災(zāi)害撲救方案等。
可見光攝像機、長焦距變焦鏡頭：可見光成像設(shè)備，做為紅外熱成像儀的補充，可實時采集符合肉眼成像特征的可見光彩色、黑白視頻，進行錄像存儲。當熱成像發(fā)生火災(zāi)報警時，也可以通過可見光攝像進一步確認報警的真實性，提高防火預(yù)警準確性，同時可以為遠程指揮提供現(xiàn)場真實畫面，作為輔助手段；
全方位定位云臺：高精度定位云臺，可以讓監(jiān)控位置間的回轉(zhuǎn)速度達到20度或更高，定位精度達到0.01度，變速控制方式，重點部位可以設(shè)置預(yù)置點，隨時進行快速切換；并可實時回傳云臺水平、俯仰角度數(shù)據(jù)給GIS系統(tǒng)，實現(xiàn)對火點的經(jīng)緯度精確定位；
設(shè)備防盜：由于系統(tǒng)設(shè)備造價較高，又處于野外無人地帶，所以設(shè)備安全至關(guān)重要，配置設(shè)備防盜報警系統(tǒng)可以保護用戶投資，保護設(shè)備安全，并能對入侵目標觸發(fā)報警，通過語音警告非法行為驅(qū)離，為挽回損失提供有力措施；
風光互補供電系統(tǒng)：由于施工困難，所以野外設(shè)備供電采用風力、太陽能方式逐漸被人們所青睞，我們通過對傳統(tǒng)光伏供電系統(tǒng)的改進，利用傳統(tǒng)系統(tǒng)一半的太陽能電池板即可實現(xiàn)同樣或更大的太陽能轉(zhuǎn)換效率，當無光照條件時自動轉(zhuǎn)換為風力發(fā)電，為前端設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的不間斷供電系統(tǒng)；
網(wǎng)絡(luò)綜合視頻管理平臺：對前端視頻進行解碼，并做視頻流轉(zhuǎn)發(fā)、錄像、回放、設(shè)備管理、多用戶權(quán)限管理等服務(wù)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的集中管理和維護；
林火自動監(jiān)測報警系統(tǒng)：利用配套的林火監(jiān)測報警軟件，通過前端測溫模塊對實時紅外熱成像儀視頻進行溫度檢測再結(jié)合其它數(shù)據(jù)判斷被監(jiān)控區(qū)域是否存有火災(zāi)險情，對于發(fā)生火災(zāi)的進行判決報警，并控制云臺對火點的跟蹤。識別率在95%以上；
數(shù)字微波傳輸：可依據(jù)實際情況采用遠距離微波傳輸方式，避免野外系統(tǒng)施工的難度，縮短系統(tǒng)建設(shè)周期。
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方式/比較 |
森林防火數(shù)字化預(yù)警系統(tǒng) |
傳統(tǒng)森林監(jiān)控系統(tǒng) |
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部署復(fù)雜度 |
復(fù)雜度低 很少的攝像機覆蓋大面積區(qū)域 |
復(fù)雜度高 大面積區(qū)域需要大量攝像機，且某些地方根本無法覆蓋，如港口、海灣、山林 |
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霧天正常監(jiān)控能力 |
利用遠紅外線大氣穿透性，即使雨、雪、大霧天氣都能正常成像 |
霧天超出能見度無法監(jiān)控 |
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夜間監(jiān)控能力 |
紅外熱成像屬于遠紅外被動探測目標熱輻射成像，不受可見光影響，夜間無光環(huán)境正常成像 |
多采用一體機，照度差，無法監(jiān)控，即使增加紅外燈仍然距離有限 |
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和應(yīng)用軟件結(jié)合能力 |
標準通訊協(xié)議提供和各類應(yīng)用軟件結(jié)合 |
單一的應(yīng)用軟件，擴展性差 |
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GIS聯(lián)動能力 |
整合功能，可實現(xiàn)雙向互動 |
無，僅能單一的監(jiān)控，無法實現(xiàn)視頻和地圖聯(lián)動 |
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林火報警能力 |
利用專用熱成像測溫模塊及配套林火監(jiān)測軟件，識別率95%以上，并可結(jié)合人工識別 |
人工識別 |
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火點定位能力 |
系統(tǒng)自動對火點經(jīng)緯度進行精確定位，并在地圖上進行標注，亦可結(jié)合人工定位 |
對于大面積的林區(qū)人工定位不準確，不直觀 |
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”引進國際上先進的防火技術(shù)，以國內(nèi)價格水平提供國際品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的森林防火監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以森林火情監(jiān)測為主，將GIS技術(shù)、遠紅外熱成像技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)等高新技術(shù)綜合應(yīng)用于森林資源管理中的高科技產(chǎn)品。
本系統(tǒng)在監(jiān)控森林火情的同時，還可以對森林資源、生態(tài)環(huán)境、森林病蟲害及野生動物等進行有效監(jiān)控。系統(tǒng)構(gòu)成圖示如下：
系統(tǒng)中每個前端采集站有獨立地址編碼，且每個前端采集站的坐標與地理信息系統(tǒng)中的位置一一對應(yīng)，通過安裝在前端采集站的定位云臺巡視監(jiān)控覆蓋區(qū)域的林區(qū)火情，一旦發(fā)現(xiàn)火情，GIS系統(tǒng)接收到特定地址編碼的定位云臺回傳的位置數(shù)據(jù)，即可實現(xiàn)火點定位功能。同時，第一時間通知防火相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和人員。系統(tǒng)還可以提供最近撲火隊前往火情點最短路徑以及通往現(xiàn)場的主要道路和通行能力，提供防火隔離帶的位置和阻火能力，以及趕赴火場的時間等重要信息，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)可以在監(jiān)控中心進行遠程調(diào)度指揮。
系統(tǒng)以數(shù)字設(shè)備的監(jiān)控方式，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將采集的信息、數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒阑鸨O(jiān)控指揮中心，利用GIS（地理信息系統(tǒng)）對發(fā)生的火情、火警區(qū)域?qū)崿F(xiàn)定位，并實時做出分析判斷，確定撲救方案，將火險控制在萌芽狀態(tài)。同時對大量資料數(shù)據(jù)進行儲存、處理和分析，對今后的森林防火預(yù)防工作起到指導(dǎo)和參考決策價值。
l 獲取信息：利用建立分布在火災(zāi)易發(fā)區(qū)不同至高點的野外信息采集站，獲取覆蓋范圍內(nèi)的監(jiān)控視頻圖像、環(huán)境信息，實現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)控；
l 動態(tài)監(jiān)測：在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng)的支持下，將視頻圖像及其它信息實時、同步傳輸?shù)椒阑鸨O(jiān)控中心，實現(xiàn)真實觀測林區(qū)的動態(tài)情況；
l 火災(zāi)預(yù)警：通過遠紅外熱感應(yīng)成像技術(shù)，準確探測林區(qū)火險，即使在惡劣天氣，如雨、雪、大霧天氣都不影響火情識別，是真正意義上的全天候火情自動識別預(yù)警手段；
l GIS及輔助決策系統(tǒng)：如有火情，利用GIS地理信息系統(tǒng)，提調(diào)相關(guān)數(shù)據(jù)了解并掌握火場的基礎(chǔ)情況，實現(xiàn)準確定位，同時通過專業(yè)林業(yè)數(shù)據(jù)庫分析，得出一套切實可行的撲火方案，確定撲火的人、機、物力量的配置，得出撲救具體措施和最佳路線方案；
l 預(yù)報分析：參考林區(qū)物候、可燃物特性數(shù)據(jù)、氣象信息等,利用專家數(shù)據(jù)庫模型進行綜合分析,預(yù)測出相應(yīng)地區(qū)的森林火災(zāi)等級數(shù)據(jù)。
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”避免了原始人工了望觀察火情的局限，實現(xiàn)了林區(qū)管理數(shù)字化、科學化，大大減少了林業(yè)部門的費用支出和管理成本，提高了林區(qū)企業(yè)的效應(yīng)。該系統(tǒng)在監(jiān)控森林火情的同時，還可以對森林資源、生態(tài)環(huán)境、森林病蟲害及野生動物和亂砍亂伐等林業(yè)活動進行有效監(jiān)控。
前端由采集定位系統(tǒng)、傳輸設(shè)備、設(shè)備防盜報警系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)、智能風光互補供電系統(tǒng)等組成。
中繼由無線網(wǎng)橋、傳輸天線、智能風光互補供電系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)等組成； 中繼點選擇可以是獨立也可以利用其它監(jiān)控點。
終端由網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、林火監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、電視墻系統(tǒng)、UPS電源等組成。
3.2.3.1地理信息系統(tǒng)
現(xiàn)在的視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在向數(shù)字化方向發(fā)展，并且與地理信息系統(tǒng)（GIS）結(jié)合也是其發(fā)展的必然方向。
經(jīng)過與地理信息開發(fā)部門的合作，我公司應(yīng)用定位云臺與地理信息系統(tǒng)無縫連接，成功的投入使用，將定位云臺所返回角度將送入地理信息系統(tǒng)，并在林業(yè)地理信息系統(tǒng)上進行精確坐標定位。
遠程控制與通訊是指揮中心的主要功能，即通過指揮中心可完成對林場各個地區(qū)的通訊指揮工作，同時在指揮中心可以實現(xiàn)對火情地區(qū)的實時監(jiān)視、控制功能。以指揮中心為核心將各個系統(tǒng)進行整合，實現(xiàn)辦公的信息化網(wǎng)絡(luò)化，通過有線、無線調(diào)度系統(tǒng)完成對下屬部門的命令發(fā)布、工作查詢、人員調(diào)配工作；同時把監(jiān)控系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)進行無縫結(jié)合，完成對林區(qū)的監(jiān)控、以及資源調(diào)查工作。
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項目由防火指揮中心（監(jiān)控中心），前端視頻、音頻、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無線傳輸系統(tǒng)，林火監(jiān)測及數(shù)字編碼終端處理系統(tǒng)，鐵塔，防雷接地，風光互補供電等組成。各個前端視頻、音頻、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：視像采集、報警采集、氣象數(shù)據(jù)采集、定位云臺系統(tǒng)、太陽能供電及防雷、鐵塔及接地系統(tǒng)及防護系統(tǒng)。
軟件系統(tǒng)包括：操作系統(tǒng)軟件Microsoft Windows 2003 Server、數(shù)據(jù)庫管理軟件SQL Server 2000（企業(yè)版）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、網(wǎng)絡(luò)視頻管理錄像軟件、林火預(yù)警軟件、短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)等組成。
根據(jù)用戶提出的具體要求，依據(jù)中華人民共和國國家《公共安全行業(yè)標準》和《安全防范工程程序及要求》，結(jié)合貴單位的實際情況，我公司本著“布局合理、質(zhì)優(yōu)價廉、功能齊全、配套服務(wù)”的原則。經(jīng)過對目前技術(shù)情況的調(diào)查了解，通過多方比較，結(jié)合森林防火的特殊性和實際需要，采用微波遠程圖像傳輸及控制系統(tǒng)，設(shè)計的一套經(jīng)濟、實用的森林防火瞭望觀察系統(tǒng)方案，對林區(qū)實時瞭望觀察，做到早發(fā)現(xiàn)，早撲滅，減少森林資源損失，降低防火工作難度，提高林業(yè)管理效益。
l 在森林火災(zāi)發(fā)生前自動監(jiān)測識別火險火情，做到及時預(yù)警，同時防范縱火、亂砍亂伐、捕殺野生動物等違法行為，從而起到預(yù)防的目的；
l 在森林發(fā)生火災(zāi)時把現(xiàn)場的圖像實時傳回指揮中心，指揮中心通過監(jiān)視前端攝像機圖像指揮調(diào)度救火，最大限度的減小火災(zāi)造成的損失；
l 能真實記錄火災(zāi)發(fā)生前，救火過程中以及救火以后現(xiàn)場的真實情況，從而對火災(zāi)進行處理，提供有效真實的直觀資料；
l 通過安裝紅外熱成像、可見光攝像系統(tǒng)全天候監(jiān)控林區(qū)，做到晝夜半徑3公里和5公里內(nèi)，觀測森林火情、對初發(fā)火情，做到及時發(fā)現(xiàn)、及時救護。使火災(zāi)隱患消亡在萌芽狀態(tài)；
l 從瞭望塔設(shè)備安裝點的圖像傳輸?shù)缴止芾碇笓]中心，森林防火消防中心可對火情及現(xiàn)場情況進行實時觀察，以便及時了解現(xiàn)場情況協(xié)調(diào)調(diào)度指揮;
l 林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心可以對前端設(shè)備進行長焦、廣角控制;對云臺進行上下、左右控制、設(shè)置各種特殊位置的預(yù)置位，做到重點區(qū)域重點設(shè)防；
l 設(shè)備紅外線防盜功能、實時探測有無入侵破壞行為，并能做到語音警告和取證功能，保護設(shè)備投資的安全性。
l 系統(tǒng)具有多路畫面實時錄像，多路畫面實時顯示，圖像壓縮質(zhì)量設(shè)置，錄像存儲，用戶管理等功能。
l 配置GIS林業(yè)地理信息系統(tǒng)，將林區(qū)地形地貌、植被情況、監(jiān)控點信息、分布狀態(tài)等信息數(shù)字化處理，實現(xiàn)地圖點與實際目標的一致，做到火情聯(lián)動、視頻切換等功能，同時可作為植被管理、輔助決策的重要手段；
l 山上需要24小時不間斷供電，滿足所以設(shè)備用電需要，根據(jù)目前技術(shù)條件設(shè)計采用風光互補供電系統(tǒng)，保證山上不具備布線條件的監(jiān)控點設(shè)備不間斷供電，正常工作。
l 在有災(zāi)難發(fā)生時系統(tǒng)可以與防火指揮車及移動救援系統(tǒng)對接，通過移動圖像采集把現(xiàn)場情況傳輸各級指揮中心。該系統(tǒng)根據(jù)林區(qū)面積廣、海拔高、環(huán)境復(fù)雜、山頂沒有電源、布線困難等特點進行設(shè)計。
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項目是以森林防火信息為重點和主要對象，以地理信息為中心基礎(chǔ)，基于成熟的傳輸技術(shù)、IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)和數(shù)字定位技術(shù)的，集防火信息管理、生態(tài)建設(shè)管理為一體的，為森林防火及其它林業(yè)工作服務(wù)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點：
A. 投資省，建設(shè)快，無線傳輸方式特別適合無通信線路、無電能、無道路情況。
B. 可實現(xiàn)遠程圖像實時圖傳和控制，通過前端設(shè)備實時掌握現(xiàn)場情況。
C. 紅外熱成像實時溫度監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患并報警
D. 視頻信息可在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸，用戶可在網(wǎng)絡(luò)上的終端看到現(xiàn)場的圖像。
E. 系統(tǒng)具有可擴展性，系統(tǒng)具有升級功能，適合森林防火防護監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展要求。
F. 界面清晰、操作簡單。
G. 具有森林地理信息系統(tǒng)等輔助決策系統(tǒng)、火勢蔓延分析功能。
H. 火點經(jīng)緯度定位、最近路徑分析功能。
I. 林政資源管理及生態(tài)建設(shè)管理信息系統(tǒng)和其他林業(yè)信息系統(tǒng)。
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”前端信號采集平臺采用遠紅外熱成像儀+輔助可見光成像+定位云臺+無線傳輸設(shè)備，由于該系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)集成能力，可以實現(xiàn)在一個平臺上完成數(shù)字圖像監(jiān)控采集、林火監(jiān)測報警、無線傳輸、防盜報警監(jiān)控管理、遠程控制等功能，從而降低系統(tǒng)的造價、提高了監(jiān)控維護的效率并降低了使用難度。
采集平臺可以高效的壓縮處理接入的圖像，通過電腦監(jiān)視器就可以實現(xiàn)所有圖像的實時動態(tài)監(jiān)視，同時利用該系統(tǒng)可以調(diào)用存儲在硬盤中的歷史資料，本系統(tǒng)采用業(yè)內(nèi)頂尖壓縮技術(shù)MPEG-4/H.264算法，壓縮比高達1:500。此外實現(xiàn)了自動磁盤空間動態(tài)檢測功能，圖像動則錄，不動則不錄或慢錄。 另外系統(tǒng)還可以靈活的設(shè)置報警信號和圖像的聯(lián)動關(guān)系，當系統(tǒng)發(fā)生報警時，通過事先的設(shè)置，可以啟動相應(yīng)的攝像機錄像及報警輸出功能。同時控制中心也可同時得到報警信號，并可通過遠端控制進行實時監(jiān)控觀察等功能。
監(jiān)控服務(wù)器提供了對前端采集工作站的分層次管理，對用戶的分級權(quán)限管理；用戶可以根據(jù)需要通過網(wǎng)絡(luò)將前端音視頻數(shù)據(jù)實時存儲在中心服務(wù)器上；服務(wù)器數(shù)據(jù)庫記錄了所有視頻資料信息（視頻文件可以是分布在各個采集工作站或服務(wù)器）、報警信息、監(jiān)控點信息、其它數(shù)據(jù)信息，一般用戶通過WEB登陸服務(wù)器，可以在統(tǒng)一的界面查詢?nèi)魏螌λ跈?quán)的信息；對于前端和中心之間不支持多播的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，服務(wù)器提供了單播到多播的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，這樣中心的多個人員查看前端的實時流大量節(jié)省帶寬。
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項目設(shè)計和功能的實施將遵循以下原則：
先進性：所謂先進是指要求采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)是當代先進計算機技術(shù)的應(yīng)用成果，具有一定的前瞻性，特別是符合計算機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)最新發(fā)展潮流并且應(yīng)用成熟的系統(tǒng)。
保密性和安全性：必須符合國家的安全標準和要求，以保護內(nèi)部信息特別是密級信息不被非法訪問。系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)充分考慮數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的安全性， 建立身份認證、權(quán)限認證，徹底屏蔽內(nèi)外非授權(quán)用戶的非法訪問。
智能化：系統(tǒng)中采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)本身必須具有智能特征，比如自主編程、記憶功能、主動檢測等；前端設(shè)備與系統(tǒng)必須有良好而可靠的通訊能力和故障自動檢測、報警功能等等。
網(wǎng)絡(luò)化：在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)展和廣為應(yīng)用的信息社會，設(shè)計完成的監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)，必須與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)各個子系統(tǒng)的信息共享，才能適應(yīng)時代的前進、技術(shù)的進步，滿足更廣范圍巡查的要求。
實用性：我們這里講的實用是指要求所采用的產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)過了市場的考驗，能滿足目前監(jiān)控系統(tǒng)的需要而無華而不實之嫌，決不搞盲目投資、浪費資金。
兼容性： 考慮到國家林業(yè)局、區(qū)林業(yè)局已建成的或在建的防火信息系統(tǒng)，本系統(tǒng)能與區(qū)林業(yè)局、國家林業(yè)局的防火信息系統(tǒng)接軌和共享數(shù)據(jù)；同時考慮到今后重新開展森林資源調(diào)查后資源數(shù)據(jù)庫與最新衛(wèi)星影像的更新問題；另外，本系統(tǒng)能夠妥善處理好與上下級防火信息系統(tǒng)的連接，做到與相關(guān)已建立好的信息系統(tǒng)的兼容。
成功應(yīng)用：系統(tǒng)設(shè)計采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)，必須是經(jīng)過了一定時間市場考驗的成熟產(chǎn)品，特別是在國內(nèi)應(yīng)該有成功的應(yīng)用案例。
合理配置：系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)對需要實現(xiàn)的功能進行合理的配置，并且這種配置應(yīng)該是可以被改變的，甚至在工程完成后，功能、配置的改變也是可能的和方便實現(xiàn)的。
良好操作：系統(tǒng)的前端產(chǎn)品和系統(tǒng)軟件均具有良好的學習性和操作性。特別是操作性，應(yīng)使一般水平的管理人員，在粗通電腦操作的情況下通過培訓能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，達到能完成監(jiān)控任務(wù)的操作水平。
可靠性：設(shè)計必須遵守的原則是保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。這個原則要兼顧到兩個方面：
2系統(tǒng)運行可靠－2系統(tǒng)的運行要求可靠。要求從計算機的配置到系統(tǒng)的配置、前端設(shè)備的配置都要仔細考慮這個問題，對所有的設(shè)備進行認真的可靠性認證。
2保存和恢復(fù)設(shè)置方便－2在實際運行中，即使系統(tǒng)的故障率非常低，也會因為各種意想不到的原因而出現(xiàn)問題。所以在系統(tǒng)設(shè)計時要考慮到系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)的方便保存和快速恢復(fù)。
開放性：即使是最先進的系統(tǒng)，也有隨時間的推移而落后的可能。在系統(tǒng)設(shè)計中，我們選用產(chǎn)品和系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的升級、擴展、維護問題，設(shè)計應(yīng)全面、周到，注意預(yù)留到位并留有充分余量,以適應(yīng)未來發(fā)展需要，主要體現(xiàn)在以下方面：
2智能化升級－2系統(tǒng)的軟件是最有可能升級的，選用的系統(tǒng)管理軟件必須有廠家的免費升級承諾。升級的操作應(yīng)該相對簡單，由系統(tǒng)管理員即可完成，不需要繁復(fù)的操作和專門的技術(shù)。
2模塊化結(jié)構(gòu)－2為方便硬件的維護和升級，設(shè)計時采用的設(shè)備應(yīng)為高度集成的模塊化產(chǎn)品。由其組成的系統(tǒng)應(yīng)是模塊化結(jié)構(gòu)。這樣便于系統(tǒng)的維護和升級。
2經(jīng)濟性－2為了確保投資合理性，要在滿足其它基本原則的基礎(chǔ)上選擇性能價格比最優(yōu)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，從而使系統(tǒng)投資物有所值，不造成盲目投資
《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB/50198-94)
《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》（GB14050-93）
《安全防范工程程序與要求》（GA/T75-94）
《安全防范工程驗收規(guī)則》（GA/T308-2001）
《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》(GBJ 115)
《安全檢查防范系統(tǒng)通作圖形符號》（GA/74-94）
《火災(zāi)自動報警設(shè)計規(guī)范》（GB50116-98）
安全防范工程費用概預(yù)算編制辦法（GA/T70-1994）
視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求（GA/T367-2001）
用戶技術(shù)需求書
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項目為監(jiān)控控制人員提供監(jiān)控控制功能，正常情況下攝像機在云臺帶動下工作在多角度自動掃描方式下時，觀測人員在監(jiān)控中心可觀測到一定范圍內(nèi)的森林、道路、人員等實況圖像，系統(tǒng)可進行全程錄像；若遇異常情況，工作人員可及時將攝像機從自動狀態(tài)下轉(zhuǎn)為手動狀態(tài)，并對有關(guān)目標進行跟蹤、定位、放大，以便更加仔細全面地進行觀測。
防火信息系統(tǒng)的主要功能如下：
1) 監(jiān)控指揮屏幕墻可以實時顯示前端采集點的圖像；
2) 數(shù)字圖像可以通過無線通訊和計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程傳輸；
3) 所有視頻圖像進行全程錄像存儲，并可對以往的歷史圖像進行查詢和回放；
4) 采用全方位定位云臺，具有實時回傳角度信息功能；紅外熱成像儀，具有全天候林區(qū)溫度監(jiān)測及視頻采集的功能，不受雨、雪、大霧、黑夜影響。同時搭配可見光攝像機，確?；馂?zāi)探測的準確性；
5) 通過設(shè)置的監(jiān)測點,實現(xiàn)整個有林面積的監(jiān)視范圍達到95%以上；
6) 系統(tǒng)安全性高，采用人員身份認證、訪問控制功能和審核功能等方式保證系統(tǒng)安全可靠；
7) 查詢簡便：采用時間流設(shè)計，可由時間、日期、前端采集點完成資料檢索；
8) 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，方便與其他防火中心及其他森林防火管理部門連接；
9) 防盜告警，在監(jiān)控點裝置紅外探頭，有盜竊破壞者入侵時監(jiān)控中心告警，保護用戶投資，或?qū)p失降低；
10) 火情識別報警：當配備了測溫分析模塊的紅外熱成像探測到異常林區(qū)溫度信息，可及時告警并聯(lián)動報警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發(fā)現(xiàn)火情及火點位置；
11) GIS管理系統(tǒng)：以電子地圖為基礎(chǔ),實現(xiàn)地圖基本操作功能,實現(xiàn)對森林火災(zāi)的分析預(yù)報,森林防火工作的動態(tài)管理，為防火提供直觀的規(guī)劃和決策支持。
12) 火災(zāi)定位功能：利用前端采集系統(tǒng)中的定位云臺，在地理信息系統(tǒng)里將每一個監(jiān)控點進行地址編碼，同時將每一個監(jiān)控點的坐標直接落實在電子地圖上，這樣地理信息系統(tǒng)一旦接收到特定編碼的定位云臺回傳的位置數(shù)據(jù)，通過建立特定的位置轉(zhuǎn)換數(shù)學模型，實現(xiàn)定位功能。同時，系統(tǒng)具備實現(xiàn)人工定位功能。
13) 輔助決策功能：GIS信息系統(tǒng)提供最近撲火隊前往火情點最短路徑以及通往現(xiàn)場的主要道路和通行能力,提供防火隔離帶的位置及趕赴火場的時間等重要信息。
14) 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；
15) 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)能夠安全運行；
16) 系統(tǒng)配置設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對各類設(shè)備的綜合網(wǎng)絡(luò)管理。
林火監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)是本項目建設(shè)的核心，是防火指揮平臺，對整個系統(tǒng)的日常管理和防災(zāi)的指揮都是在這三個平臺上完成。
本系統(tǒng)主要任務(wù)是以現(xiàn)有的森林資源數(shù)據(jù)庫、林區(qū)資料、森林資源統(tǒng)計數(shù)據(jù)、防火力量的配置、人員分布情況、歷史數(shù)據(jù)等標準的及非標準的資源基礎(chǔ)上，使其數(shù)字化、規(guī)范化、矢量化。實現(xiàn)森林防火信息的規(guī)范化、標準化管理，縱向達到和有關(guān)部門數(shù)據(jù)交換和信息共享，為各業(yè)務(wù)部門提供資源數(shù)據(jù)的查詢、更新等相關(guān)服務(wù)，實現(xiàn)信息共享，充分發(fā)揮信息系統(tǒng)的資源優(yōu)勢，建立高質(zhì)量、高效率的管理系統(tǒng)。開發(fā)一套森林防火輔助決策系統(tǒng)，為領(lǐng)導(dǎo)決策和機關(guān)辦公提供服務(wù)，全面提升森林火災(zāi)的綜合防御和控制能力。
工程建設(shè)的主要功能是在硬件設(shè)備和遠程網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，建設(shè)森林資源GIS數(shù)據(jù)庫和以及基于GIS公共數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，建立遠程監(jiān)控硬件支撐平臺，以現(xiàn)有森林資源建檔數(shù)據(jù)庫、資料為基礎(chǔ),解決森林防火業(yè)務(wù)的管理信息化系統(tǒng)，最終形成一個有效、實用的森林防火指揮信息系統(tǒng)。
系統(tǒng)中每個前端采集站有獨立地址編碼，且每個前端采集站的坐標與地理信息系統(tǒng)中的位置一一對應(yīng)，通過安裝在前端采集站的定位云臺巡回監(jiān)控覆蓋區(qū)域的林區(qū)火情，一旦發(fā)現(xiàn)火情，GIS系統(tǒng)接收到特定地址編碼的前端定位云臺回傳的火情位置數(shù)據(jù)，經(jīng)GIS系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)處理即可實現(xiàn)火點定位。同時，啟動后臺的短信發(fā)布平臺在第一時間通知防火相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和人員。
系統(tǒng)還可以提供最近撲火隊前往火情點最短路徑以及通往現(xiàn)場的主要道路和通行能力，提供防火隔離帶的位置和阻火能力，以及趕赴火場的時間等重要信息。相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)可以在監(jiān)控中心進行遠程調(diào)度指揮。
點位要求
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序號 |
所屬林場 |
名稱地點 |
經(jīng)緯度 |
海拔（米） |
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1 |
611林場 |
611場部監(jiān)控點 |
103° 0'37.93" 28°53'26.74" |
2366 |
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2 |
連覺山移動基站 |
103° 2'59.98" 28°50'54.57" |
2126 |
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3 |
611場林工商監(jiān)控點 |
103° 01'05.09" 28°55'42.49" |
3200 |
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4 |
612林場 |
甲挖移動基站 |
103° 2'8.59" 28°46'25.58" |
2210 |
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5 |
雙流園移動基站 |
102°59'48.67" 28°45'36.85" |
2171 |
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6 |
太陽坪管護站 |
103° 3'15.13" 28°43'42.76" |
2380 |
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7 |
椅子埡口監(jiān)控點 |
103° 3'15.57" 28°40'34.52" |
2892 |
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8 |
613林場 |
自留山監(jiān)控點 |
103°17'38.08" 29° 5'30.22" |
1795 |
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9 |
613場部監(jiān)控點 |
103°19'10.59" 29° 4'11.30" |
2252 |
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10 |
614林場 |
614移動基站 |
103° 7'18.29" 28°54'40.02" |
1888 |
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11 |
614、617監(jiān)控點 |
103°10'36.30" 28°53'23.70" |
2856 |
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112 |
615林場 |
電站取水口監(jiān)控點 |
102°59'43.20" 28°49'13.68" |
2333 |
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13 |
616林場 |
馬家坪移動基站 |
103° 4'4.57" 29° 0'19.87" |
1456 |
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14 |
工段移動基站 |
103° 0'8.73" 29° 2'27.52" |
1907 |
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15 |
老工段監(jiān)控點 |
102°59'8.90" 29° 1'19.26" |
2935 |
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16 |
617林場 |
617移動基站 |
103°11'56.44" 28°54'18.73" |
1790 |
3.3.6、系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)勢
為了滿足設(shè)備的全天候運行，保證設(shè)備在惡劣環(huán)境息下的正常工作，系統(tǒng)前端設(shè)備需要具備必要了防雷擊、防凝霧、防冰凍等防護措施，采用的具體措施如下：
3.3.6.1云臺設(shè)備防雷擊措施
系統(tǒng)前端設(shè)備除了電源部分采取了必要的防浪涌保護接地等措施外，對云臺等設(shè)備本身也采取了部分防雷擊保護措施，云臺護罩內(nèi)對所有的信號輸入線路（例如：視頻線路、控制線路、網(wǎng)絡(luò)線路、低壓控制線路）全部進行了電磁屏蔽和防浪涌保護措施，內(nèi)置三層防護措施可以防護高達4000V的浪涌電壓，防護等級為GB/T17626.5-1999 4級。
3.3.6.2前端防結(jié)霧和凝水防護措施
特別是秋冬時節(jié)發(fā)生多云多霧現(xiàn)象，特別是秋冬時節(jié)有恰好屬于防火期，屬于森林火險高發(fā)時期。為了在這段時間保證圖像監(jiān)控系統(tǒng)運行的完好和圖像的清晰，所以前端設(shè)備的防凝霧功能就顯得越發(fā)重要了。
凝霧現(xiàn)象的形成是由于地面熱量散失，溫度下降，空氣又相當潮濕，那么當它冷卻到一定的程度時，空氣中一部分的水汽就會凝結(jié)出來，變成很多小水滴，懸浮在近地面的空氣層里，就形成了霧。白天溫度比較高，空氣中可容納較多的水汽。但是到了夜間，溫度下降了，空氣中能容納的水汽的能力減少了，因此，一部分水汽會凝結(jié)成為霧。特別在秋冬季節(jié)，由于夜長，而且出現(xiàn)無云風小的機會較多，地面散熱較夏天更迅速，以致使地面溫度急劇下降，這樣就使得近地面空氣中的水汽，容易在后半夜到早晨達到飽和而凝結(jié)成小水珠，形成霧。秋冬的清晨氣溫最低，便是霧最濃的時刻。
針對上述現(xiàn)象，我們對前端設(shè)備采用密封加隔離的防護措施，把系統(tǒng)重要電子核心器件全部密封在碳纖維結(jié)構(gòu)設(shè)計的防護罩里面，內(nèi)充氮氣并保證內(nèi)部氣壓高于外乎環(huán)境氣壓，保證防護罩內(nèi)部設(shè)備不會發(fā)生結(jié)霧和凝水現(xiàn)象。同時防護罩視窗玻璃采用白光鋼化玻璃同時附加熱片，杜絕了視窗表面的結(jié)霧和凝水。
3.3.6.3前端防冰凍防護措施
由于近幾年來，中國南方地區(qū)在冬季頻發(fā)冰凍災(zāi)害，冰凍災(zāi)害也給我們的視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶來了巨大的影響，致使前端監(jiān)控設(shè)備被厚厚的冰凍所包裹，設(shè)備無法工作，運行；嚴重的還會給設(shè)備帶來嚴重的設(shè)備損壞，致使設(shè)備報廢。為了保證在冰凍時期設(shè)備的正常運行，全段云臺設(shè)備具備必要的防冰凍措施是尤為關(guān)鍵的。
冰凍是指由于冷空氣頻繁南下，并長期滯留在長江以南。南方各省溫度持續(xù)保持在零攝氏度以下。與此同時，影響南方各省的西南暖濕氣流卻仍舊非常活躍。持續(xù)低溫與潮濕空氣交織，發(fā)生了難分難解的“逆溫”氣象。過冷卻水落在地面或暴露物體時，迅速凝結(jié)為冰的天氣現(xiàn)象。凍雨與冷暖氣流的相遇有關(guān)。地面溫度低于0℃，高空則有逆溫層。下冷上熱的氣溫條件使雪落到地面之前融化為水滴，而地面低溫使水滴落地時又能迅速凝結(jié)成冰。凍雨可以在物體表面形成一層透明的冰覆蓋層。
針對冰凍現(xiàn)象的成因，利用冰凍覆蓋層逐步積累的現(xiàn)象，在云臺設(shè)計中增加了自動防冰凍自運行程序，設(shè)備在無人值守的情況下，可以在靜止狀態(tài)下每間隔一定時間內(nèi)（時間可以設(shè)定），設(shè)備自動運行，利用云臺自身強大的扭矩力量破除覆蓋在云臺上面的薄冰，防止冰凍現(xiàn)象的形成。
設(shè)備圖像監(jiān)控設(shè)備應(yīng)采用的彩色/黑白轉(zhuǎn)換攝像機，并還具備紅外濾光片，可實現(xiàn)超視距效果，實際觀測距離是眼睛觀測距離的2～3倍。內(nèi)置攝像機可以存儲不少于3種工作狀態(tài)對應(yīng)用于森林火災(zāi)圖像監(jiān)控中的特殊監(jiān)控需求，可以通過后臺視頻平臺進行調(diào)用和通過攝像機OSD菜單進行調(diào)用。
5Km透霧前圖像 5Km透霧后圖像
森林防火監(jiān)控，主要進行室外遠距離目標和大面積的監(jiān)視。為此，首先要有一臺高清晰的攝像機和一只大倍數(shù)的長焦鏡頭，但是，這僅僅是建立在白天并且天氣晴好的情況下。如果到了晚上或者有霧的天氣，根本得不到滿意的圖像（如果有霧，監(jiān)控的距離取決于當時的可見度。
傳統(tǒng)的CCD攝像機和鏡頭，CCD是用來進行圖像的采集，它能感應(yīng)的感光范圍波長約有300mn-1200nm之間（可見光的波長為300nm-800nm，之后的波長就是紅外光線），而人的肉眼可以看見的光線波長只是300nm-800nm之間，其余的光線就看不見了，如果可見光線與紅外光線一同被感應(yīng)到CCD上，勢必會造成色彩還原的偏差和畫質(zhì)的混亂等，嚴重影響了畫質(zhì)。然而各大鏡頭生產(chǎn)廠商為了保證廣大用戶的效果，一般都會在鏡頭內(nèi)部加裝一片紅外線截止濾光鏡（IR Blocking Filter),專門來吸收掉紅外光線，只允許所有可見光線通過（進入CCD成像），這樣就可以提升CCD的成像質(zhì)量，使用戶得到清晰、色彩還原準確的圖像。
作為森林防火監(jiān)控如果采用上述介紹這種常規(guī)的配套方式，勢必會對夜間監(jiān)控和遠距離的目標監(jiān)視造成影響。為了保證系統(tǒng)功能的應(yīng)用，鑒于黑白成像的CCD對紅外光的敏感性，系統(tǒng)采用了彩色/黑白自動轉(zhuǎn)換攝像機，并且還具備780～980nm紅外濾光片，可在白天或夜間實現(xiàn)超視距效果，看清人眼直接看不到的。物體實際觀測距離是眼睛直接看的距離的2～3倍，如霧天人眼看不見的遠山，也可清晰的顯示出來。
設(shè)備利用紅外人成像設(shè)備實施探測目標環(huán)境的溫度，通過嵌入式DSP溫度分析火點探測自動報警模塊，自動探測環(huán)境熱源，自動報警裝置跟隨云臺掃描過程中檢測視場內(nèi)著火點。當檢測出有超出設(shè)定的熱點閥值時發(fā)出報警信號，同時調(diào)用云臺進入火電定位掃描模式對可疑火點進行重新判斷，確認為著火點后立即發(fā)出報警信號，同時可以驅(qū)動內(nèi)部開關(guān)量信號驅(qū)動周邊其它設(shè)備。
5Km可見光圖像 5Km熱成像&自動報警圖像
3.3.6.5.1、火情自動報警功能現(xiàn)狀
目前國內(nèi)外對森林火災(zāi)早期預(yù)警的應(yīng)用均處在被動防護階段，采用的形式主要有：1、衛(wèi)星遙感方式，衛(wèi)星遙感技術(shù)的優(yōu)點是監(jiān)測范圍大，準確性高，缺點是目前可利用的衛(wèi)星數(shù)量較少，實時性較差，只能探測大約1平方公里面積的火情；2、人工瞭望方式，采用人工瞭望方式工作環(huán)境惡劣，勞動量很大，對工作人員的責任心要求高，還存在人工瞭望距離較近等問題，不適于在大型林區(qū)和原始森林等地區(qū)使用；3、圖像監(jiān)控方式，該種方式優(yōu)點是可以實時采集前端現(xiàn)場清晰地視頻圖像，取代常規(guī)的人工瞭望方式，缺點是采用該種模式進行的火災(zāi)報警探測，存在受天氣變化影響大，探測距離近、誤報率高等問題。
尋找一種切實可行的技術(shù)手段實現(xiàn)森林火災(zāi)早期預(yù)警系統(tǒng)的準確、及時、遠距離的需求，解決目前常規(guī)森林火災(zāi)早期預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)的諸多弊端成為當前階段最重要的課題。本系統(tǒng)火情自動報警模塊利用熱源探測技術(shù)實現(xiàn)火源的早期發(fā)現(xiàn)、蔓延變化，經(jīng)過目前模擬現(xiàn)場環(huán)境測試，可以做到10Km以內(nèi)，1~10平方米范圍內(nèi)火警情況的自動報警，誤報率小于0.5%，同時借助數(shù)字云臺和GIS地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)著火點的準確定位，為森林火災(zāi)的撲救決策指揮，做到森林防火撲救的“打早、打小、打了”工作提供了重要的參考依據(jù)。
3.3.6.5.2、熱源探測功能概述
熱源探測模塊安裝于云臺護罩內(nèi)，云臺運動速度由滿足熱源探測模塊時間常數(shù)及8.3HZ采集要求，視場大小以檢測到5km外1平方米大小熱值超過設(shè)定熱值所需要的視場為考慮基礎(chǔ)。測溫時以3X3像素為基本單元，以滿足測溫進度要求。
系統(tǒng)自動探測環(huán)境溫度，并在熱源探測模塊隨云臺螺旋運動過程中檢測所拍攝到的視場范圍內(nèi)溫度。當檢測出有超過設(shè)定環(huán)境熱值的目標時給出信號，用戶系統(tǒng)控制云臺再次回可疑視場，重新檢測，若仍然有超過設(shè)定環(huán)境熱值的目標，給出報警信號；重檢時如果沒有設(shè)定環(huán)境熱值的目標，繼續(xù)檢測。檢測出問題目標時，圖像以最高分辨率，網(wǎng)絡(luò)允許的最高幀率傳至中心。
3.3.7.1視頻監(jiān)控應(yīng)用背景
數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以數(shù)字視頻處理技術(shù)為核心，綜合利用光電傳感器、計算機網(wǎng)絡(luò)、自動控制和人工智能等技術(shù)的一種新型監(jiān)控系統(tǒng)。
在人類感官接受的各種信息中約有80%來自視覺。視頻、圖像是對客觀事物形象、生動的描述，是直觀而具體的信息表達形式，是人類最重要的信息載體。特別是在今天的信息社會，隨著網(wǎng)絡(luò)、通信和微電子技術(shù)的快速發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的提高，視頻監(jiān)控以其直觀、方便和內(nèi)容豐富等特點，日益受到人們的青睞，監(jiān)控產(chǎn)品也正經(jīng)歷著從模擬化向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的革命。
根據(jù)森林防火的需要，前端監(jiān)控點必須具備360度全方位、24小時全天候監(jiān)控的特點，因此選擇的設(shè)備必須符合森林防火的實際需求。
前端監(jiān)控點的功能是采集視頻、音頻、報警信號后，利用成熟的音視頻數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對視頻、音頻、報警數(shù)據(jù)信號進行壓縮、分析、IP化處理，然后通過無線傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。前端視頻采集配置示意圖：
設(shè)備配置
數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)除了具有傳統(tǒng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的所有功能外，還具有遠程視頻傳輸與回放、自動異常檢測與報警、結(jié)構(gòu)化的視頻數(shù)據(jù)存儲等功能。與數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的主要技術(shù)有視頻數(shù)據(jù)壓縮，視頻的分析與理解，視頻流的傳輸與回放和視頻數(shù)據(jù)的存儲。（視頻是在時間上近似連續(xù)的圖像序列。在數(shù)字圖像處理中，把照片這類單幅的圖像稱為靜態(tài)圖像（簡稱圖像），而把電視圖像這類連續(xù)圖像稱為運動圖像或視頻。）
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。
第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)：在九十年代初以前，主要是以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，稱為第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)。
第二代數(shù)字化本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)：九十年代中期，隨著計算機處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展，人們利用計算機的高速數(shù)據(jù)處理能力進行視頻的采集和處理，利用顯示器的高分辨率實現(xiàn)圖像的多畫面顯示，從而大大提高了圖像質(zhì)量，這種基于PC機的多媒體主控臺系統(tǒng)稱為第二代數(shù)字化本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
第三代遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)：九十年代末，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計算機處理能力和存儲容量的快速提高，以及各種實用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控步入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代，稱為第三代遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心，以智能實用的圖像分析為特色，引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命，受到了學術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和使用部門的高度重視。
“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項目建設(shè)的前端視頻采集部分主要完成音視頻數(shù)據(jù)的采集和對森林著火點的定位，每個前端采集站主要設(shè)備包括：全方位定位云臺、紅外熱成像、可見光攝像、長焦距變焦鏡頭、無線傳輸設(shè)備、智能風光互補供電系統(tǒng)、野外保溫箱等設(shè)備。
攝像機輸出的模擬視頻信號通過視頻線纜聯(lián)接到視頻編碼設(shè)備再通過以太網(wǎng)連至傳輸設(shè)備發(fā)送至中心控制室，通過傳輸設(shè)備可以傳輸多種需求的信號，為實現(xiàn)系統(tǒng)的音視頻信號、報警信號、定位云臺角度數(shù)據(jù)回傳、前端設(shè)備控制信號等傳輸提供了一個更為方便的平臺。
l 無線傳輸標準簡介
IEEE 802.11b
IEEE 802.11 Task Group b于1999年年底底定IEEE 802.11b標準，以直序展頻(又稱DSSS；Direct Sequence Spread Spectrum)做為調(diào)變技術(shù)，所謂「直序展頻」是將原來1個位的訊號，利用10個以上的位來表示，使得原來高功率、窄頻率的訊號，變成低功率、寬頻率。另外一方面，802.11b傳輸速率最高可達到11Mbps，頻段則采用2.4GHz免執(zhí)照頻段。
IEEE802.11a
IEEE 802.11a由于傳輸速率可高達54Mbps，將可使用在更多的應(yīng)用中，因此被視為下一代高速無線局域網(wǎng)絡(luò)規(guī)格，802.11a選擇具有能有效降低多重路徑衰減與有效使用頻率的OFDM為調(diào)變技術(shù)，并選擇干擾較少的5GHz頻段。
IEEE802.11g
802.11g其實是一種混合標準，它既能適應(yīng)傳統(tǒng)的802.11b標準，在2.4GHz頻率下提供每秒11Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率，也符合802.11a標準在5.8GHz頻率下提供54Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率。現(xiàn)在802.11g已經(jīng)相當?shù)某墒?，也大?guī)模WLAN技術(shù)中。
l 無線傳輸技術(shù)特性（802.11標準）
可靠的通信
抗射頻干擾性能。理想的接收靈敏度，寬范圍天線能提供強大的、可靠的無線傳輸。
低成本
可以避免安裝線纜的高成本費用，租用線路的月租費用以及與設(shè)備需要經(jīng)常移動，增加和改變相關(guān)的費用。
靈活性
由于沒有線纜的限制，您可以隨心所欲的增加工作站或重新配置工作站。
移動性
由于設(shè)置允許在任何時間，任何地點訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，而不是在指定的地點，所以用戶可以在網(wǎng)絡(luò)中漫游。
快速安裝
無須施工許可證，不需要開挖溝槽，安裝無線網(wǎng)絡(luò)所需的時間只是安裝有線網(wǎng)絡(luò)的零頭。
高吞吐量
可實現(xiàn)11Mbps-54Mbps 或更高的數(shù)據(jù)傳輸速率高于T1、 E1 線路速率。
保護用戶投資
可實現(xiàn)向未來技術(shù)的平滑升級，無須更換設(shè)備重復(fù)投資。
抗干擾性強
抗干擾是擴頻通信主要特性之一，比如信號擴頻寬度為100 倍。窄帶干擾基本上不起作用。而寬帶干擾的強度降低了100 倍，如要保持原干擾強度，則需加大100 倍總功率，這實質(zhì)上是難以實現(xiàn)的。因信號接收需要擴頻編碼進行相關(guān)解擴處理才能得到，所以即使以同類型信號進行干擾。在不知道信號的擴頻碼的情況下，由于不同擴頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。正因為擴頻技術(shù)抗干擾性質(zhì)，美國軍方在海灣戰(zhàn)爭等處廣泛采用擴頻無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計算機網(wǎng)絡(luò)。
隱蔽性好
因為信號在很寬的頻帶上被擴展，單位帶寬上的功率很小，即信號功率譜密度很低，信號淹沒在噪聲之中，別人難以發(fā)現(xiàn)信號的存在，加之不知擴頻編碼，很難拾取有用信號，而極低的功率譜密度，也很少對于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。
抗多徑干擾
在無線通信中，抗多徑問題一直是難以解決的問題，利用擴頻編碼之間的相關(guān)特性，在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號中提取分離出最強的有用信號，也可把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強，從而達到有效的抗多徑干擾。
l 無線與有限傳輸比較
有線通信的開通必須架設(shè)電纜，或挖掘電纜溝或架設(shè)架空明線；而架設(shè)無線鏈路則無需架線挖溝，線路開通速度快，將所有成本和工程周期統(tǒng)籌考慮。無線擴頻的投資是相當節(jié)省的。
一般有線通信的質(zhì)量會隨著線路的擴展而急劇下降，如果中間通過電話轉(zhuǎn)接局，則信號質(zhì)量下降更快，到4、5公里左右已經(jīng)無法傳輸高速率數(shù)據(jù)，或者會產(chǎn)生很高的誤碼率，速率級別明顯降低，而對于無線擴頻通信方式，50公里內(nèi)幾乎沒有影響，一般可提供從64K到2M的通信速率，誤碼率小于10-10。
有線通信受地勢影響，不能任意鋪設(shè)；而無線通信覆蓋范圍大，幾乎不受地理環(huán)境限制。
有線通信鋪設(shè)時需挖溝架線，成本投入較大，且電纜數(shù)量固定，通信容量有限；而無線擴頻則可以隨時架設(shè)，隨時增加鏈路，安裝、擴容方便。
有線通信除電信部門外，其它單位的通信系統(tǒng)沒有在城區(qū)挖溝鋪設(shè)電纜的權(quán)力；而無線通信方式則可根據(jù)客戶需求靈活定制專網(wǎng)。
有線鏈路的維護需沿線路檢查，出現(xiàn)故障時，一般很難及時找出故障點，而無線擴頻通信只需維護擴頻電臺，出現(xiàn)故障時則能快速找出原因，恢復(fù)線路正常運行。
建設(shè)通信線路時一般需要備份，如果主備通道皆為有線線路，往往會存在相關(guān)故障點。若一條有線中斷，另外一條很可能由于整個電纜被挖斷或被破壞、配線架損壞、轉(zhuǎn)接局斷電等原因，同時中斷。如果有線通信線路利用無線擴頻進行備份，當有線線路中斷，時則可將通信鏈路切換到無線鏈路上，仍可保證通信線路的暢通。
無線擴頻通信可以迅速（數(shù)十分鐘內(nèi)）組建起通信鏈路，實現(xiàn)臨時、應(yīng)急、抗災(zāi)通信的目的，而有線通信則需要較長的時間。
在安全性能方面無線擴頻通信本身就起源于軍事上的防竊聽技術(shù)；有線鏈路沿線均可能遭搭線竊聽。
與X.25和DDN 相比，無線擴頻網(wǎng)具有速率高，安裝簡單，運行費用低（無須租費，僅投入少量維護費用），無須申請頻率資源，容易擴展、投資少等優(yōu)點。另外，如使用X..25 或DDN 作為網(wǎng)間互連的鏈路，在鏈路兩端要使用路由器，多路復(fù)用器等設(shè)備，而無線擴頻產(chǎn)品有網(wǎng)橋、路由器、調(diào)制解調(diào)器等多種選擇節(jié)省設(shè)備和投資，因此無線擴頻網(wǎng)比X.25 和DDN 在數(shù)百公里范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)要有明顯的優(yōu)勢。
l 無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計
根據(jù)上述描述，考慮到現(xiàn)行主要無線產(chǎn)品都是基于IEEE 802.11b標準，因為IEEE 802.11b的產(chǎn)品都是工作在2.4G Hz的無線頻率上，是國家開放的民用頻率不需要在國家無線電委員會申請和備案。為了避免頻道干擾，以及無線需要的穩(wěn)定性，安全性，所以我們采用IEEE802.11a產(chǎn)品作為無線橋接主干設(shè)備。
無線局域網(wǎng)在物理布局、通信距離等方面有其特殊性。采用無線方式，架設(shè)方便，運行、維護成本低，周期短。本方案的設(shè)計綜合考慮經(jīng)濟性、施工可行性等多方面因素，力求做到最優(yōu)。
? 系統(tǒng)示意圖：
? 無線橋接示意圖:
5.8GHz橋接示意圖：
? 設(shè)計說明：
整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示,整個系統(tǒng)3部分組成。
第一部分（監(jiān)控中心部分）：監(jiān)控中心到前端監(jiān)控點通過5.8GHz無線網(wǎng)橋設(shè)備VS-810/25采用VS-5132EL（H）室外定向天線進行點對點無線橋接；
第三部分（前端監(jiān)控點）：前端監(jiān)控點部分采用5.8GHz無線網(wǎng)橋設(shè)備VS-810/25采用VS-5132EL（H）室外定向天線與監(jiān)控中心進行點對點無線橋接。
所有的設(shè)備都采用遠距離以太供電，室外樓頂無線網(wǎng)橋必須安裝避雷器保證設(shè)備在雷擊下安全正常工作。
2.4G和5.8G無線微波設(shè)備比較
1：2.4G的抗擾能力比5.8G差，容易產(chǎn)生干擾；因在前幾年為了節(jié)約成本，使用了很多2.4G無線微波設(shè)備，又加上現(xiàn)在不管是電腦無線網(wǎng)卡無線上網(wǎng)，還是室內(nèi)無線路由器都是2.4G的，用得太多了，就十分容易產(chǎn)生信道干擾，信道干擾將會導(dǎo)致在無線微波傳輸中，“圖像和數(shù)據(jù)效果極其不穩(wěn)定，延時，容易出現(xiàn)無線傳輸中斷”；2.4G的產(chǎn)品都是最早使用的無線微波產(chǎn)品，現(xiàn)在從技術(shù)上來說都是屬于淘汰品，現(xiàn)在主要是使用5.8G的無線微波產(chǎn)品；
2：遠距離傳輸中不能使用2.4G的產(chǎn)品，因為2.4G的產(chǎn)品在遠距離傳輸中帶寬衰減會很嚴重；遠距離傳輸中，只能使用5.8G的產(chǎn)品，5.8G的產(chǎn)品在遠距離傳輸中會保持更高的帶寬；
3：2.4G的使用的穩(wěn)定性要比5.8G的差；
如果是在近距離傳輸時，（一般都是在3公里左右），可以采用2.4G的產(chǎn)品來做。
但是現(xiàn)在幾乎都不用2.4G的產(chǎn)品來做了，因為穩(wěn)定性較差，易受干擾，2.4G的產(chǎn)品主要是在前幾年使用用過，從09年開始，就已經(jīng)很少用2.4G的產(chǎn)品來做了，屬于淘汰產(chǎn)品，現(xiàn)在都是用5.8G產(chǎn)品。
3.3.9.1防雷概述
森林火災(zāi)是世界性的林業(yè)重要災(zāi)害之一，每年都有一定數(shù)量的發(fā)生，造成森林資源的重大損失和全球性的環(huán)境污染。森林火災(zāi)具有突發(fā)性、災(zāi)害發(fā)生的隨機性、短時間內(nèi)能造成巨大損失的特點。
針對我國森林面積覆蓋的實際情況，利用高科技手段提高森林防火救災(zāi)監(jiān)控的管理水平。由于林區(qū)地形條件很復(fù)雜，不適用通常的有線傳輸模式，本方案將采用無線傳輸系統(tǒng)，將遠端的時實畫面通過微波傳到森林防火監(jiān)控指揮中心，監(jiān)控中心指揮人員可通過監(jiān)視器看到林區(qū)現(xiàn)場的時實連續(xù)畫面，一方面不僅減少了護林工作人員的巡山次數(shù)，另一方面還可為林區(qū)的防火防蟲災(zāi)工作提供強有力的保證。在森林火災(zāi)發(fā)生時，通過該系統(tǒng)能第一時間掌握火情，不僅為現(xiàn)場防火指揮工作提供決策依據(jù)，而且更重要是為指揮搶險救災(zāi)工作爭取寶貴的時間，將森林火災(zāi)帶來的損失減少到最小，不但保護了國家森林資源也減少了森林火災(zāi)對大氣環(huán)境的影響。
森林防火監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具備六大特點：
1) 監(jiān)控范圍大；
2) 全天候監(jiān)測林火
3) 全天候監(jiān)測溫度；
4) 無線傳輸；
5) 避雷接地安全可靠；
6) 前端設(shè)備工作狀態(tài)中心監(jiān)控。
而無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)防雷應(yīng)包括兩大方面：
1) 前端監(jiān)控點防雷；
2) 監(jiān)控中心防雷。
前端監(jiān)控點防雷又包含直擊雷防護，供電系統(tǒng)感應(yīng)雷防護，電子設(shè)備感應(yīng)雷防護，接地系統(tǒng)，線纜屏蔽；監(jiān)控中心防雷
玉樹森林防火監(jiān)控預(yù)警項目案例
森林防火項目—深圳羊臺山森林公園
吉林月亮泡水庫、哈爾淖水庫晝夜遠距離監(jiān)控系統(tǒng)
青海龍羊峽漁業(yè)養(yǎng)殖全天候遠距離監(jiān)控項目