森林防火视频监控系统在乳阳林区的构建

2015-06-10张家栋龚粤宁

防护林科技 2015年6期

张家栋，龚粤宁

（1.广东省乳阳林业局，广东韶关 512727；2.南岭国家级自然保护区管理局，广东韶关 512727）

森林火灾是危害森林资源的主要灾害之一，防范和减少森林火灾是林业工作的重要组成部分，是保护森林资源的重要措施[1，2]。回良玉副总理2007年2月9日在国家森林防火指挥部第二次全体会议暨2007年全国森林防火工作电视电话会议上的讲话中指出，加强对高火险区、自然保护区等级巡护瞭望和预警监控，及时发现和排除隐患，加快森林火险预警监控系统，通信指挥系统建设，建立森林火险分级响应和预警信息发布机制，全面提升森林火灾预警能力[3]。

随着视频监控系统在社会各个领域的广泛应用，森林防火也开始实现数字化和网络化管理。2013年，广东省乳阳林业局通过中央投资森林重点火险区综合治理工程建设项目进行森林防火视频监控系统建设，用于森林防火工作。利用现代监控技术及早发现森林火险火情，在很大程度上弥补人员巡视的不足，可大幅提高森林防火工作的科技水平，减少森林火险火情的发生，降低森林火灾的损失[4]。

1 乳阳概况及系统建设基本情况

1.1 乳阳概况

广东省乳阳林业局地处24°47′—25°00′N，112°51′—113°07′E。现有林业用地面积3.1万hm2，活立木蓄积量159万m3，森林覆盖率达96.3%。是广东北部的天然屏障，是南方生物物种的发祥地和集中地，是我国生物多样性关键地区之一，是广东目前保存面积较大的原始林和原生性较强的次生林分布区域，是目前世界上同纬度仅存面积最大的绿洲，辖区内有广东第一峰，海拔1 902m。

1.2 系统建设基本情况

2013年，广东省乳阳林业局开始筹建森林防火监控系统，在综合考虑地形及用电条件情况下，充分利用移动通信塔台，选取重点区域内可视区域覆盖面积大的山峰作为监控点。至2014年末，建成第二峰、小黄山、老蓬九公里、天门嶂等四个监控点。今后，将继续加大资金投入实现系统对林区的全覆盖、全监控。

2 森林防火监控系统构成及工作原理

2.1 系统构成

系统主要有前端设备、传输系统、监控指挥中心三部分组成。

2.2 工作原理

系统通过在监控点塔台上安装的前端设备不间断拍摄，将周围的森林图像和火灾自动预警信息，经过微波或移动通信光缆传输至指挥中心进行数据处理，由指挥中心进行实时监控，根据获得的信息指挥相关人员采取相应措施进行扑救工作。

图1 系统工作原理示意图

3 主要设备功能

3.1 前端设备

前段主要由摄像机、智能图像处理器、设备防盗系统、避雷接地系统、风光互补供电系统等组成。

3.1.1 透雾摄像机利用纳米光波滤光技术，可以穿透雾霾，清除雾天对系统可视距离的影响，并具有深化云烟的能力，让林火发生的初期就很容易被系统进行识别并报警，减少损失。

3.1.2 长焦距透雾镜头高倍率长焦镜头的使用可让每个监控点覆盖较大的可视区域，使设备的投资发挥最大效用。

3.1.3 智能图像处理器可控制云台进行360°旋转，全方位监控，将监测对象的视频数据流进行处理，根据森林背景图像和火灾、空间几何纹理特征进行分析，进而对火情判决报警。

3.1.4 定位云台高精度定位云台，可将监控位置间的回转速度达到10°或更高，定位精度达到0.012 5。

3.1.5 风光互补供电系统该系统通过风光互补，为前端设备提供可靠稳定的电源。

3.1.6 高压脉冲防盗系统可保护投资及设备安全。

3.1.7 避雷接地系统可有效防止雷击对监控系统设备的损坏。

3.2 传输系统

系统传输部分是连接前端设备与中心控制系统的中间通信部分。选用何种方式传输作为监控系统的传输通道，是监控系统能正常运作、发挥功效的关键所在。综合考虑林区特点，针对小黄山及第二峰两个监控点地形复杂，铺设光缆极其困难的情况，采取远距离微波传输系统（监控点和监控中心连接采用点对点无线桥连接模式），将数据传输至九公里监控点后，采取租用移动通信光缆将数据传输至指挥中心。天门嶂监控点则直接通过微波将数据传输至指挥中心。

3.3 视频监控中心

主要由监控中心服务器、显示终端、软件平台构成，可实现前段视频的浏览、控制、告警显示与处理、相关系统联动等功能。目前此视频监控中心系统已与南岭国家级自然保护区管理局数字化平台对接，通过与保护区地理信息系统（GIS）无缝结合，完成对发生的火情、火警区域实现精确定位，可实时做出分析判断，确定扑救方案，将火线控制在萌芽状态。