森林卫士365的1.2森林智能防火的必要性

如题所述

第1个回答  2016-06-03

森林火灾是森林最危险的敌人,也是林业最可怕的灾害,它会给森林带来最有害,具有毁灭性的后果。森林火灾不只是烧毁成片的森林,伤害林内的动物,而且还降低森林的更新能力,引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用,甚而导致生态环境失去平衡。尽管当今世界的科学在日新月异地向前发展,但是,人类在制服森林火灾上,却依然尚未取得长足的进展;于是森林火灾预防和发现比扑灭更具现实意义。
1、森林火灾不仅会烧死许多树,降低林分密度,破坏森林结构;同时还引起树种演替,由低价值的树种、灌丛、杂草更替,降低森林的利用价值。 ??
2、由于森林烧毁,造成林地裸露,失去森林涵养水源和保持水土的作用,将引起水涝、干旱、泥石流、滑坡、风沙等其他自然灾害发生。 ??
3、被火烧伤的林木,生长衰退,为森林病虫害的大量衍生提供了有利环境,加速了林木的死亡。森林火灾后,促使森林环境发生急剧变化,使天气、水域和土壤等森林生态受到干扰,失去平衡,往往需要几十年或上百年才能得到恢复。 ??
4、森林火灾能烧毁林区各种生产设施和建筑物,威胁森林附近的村镇,危及林区人民生命财产的安全,同时森林火灾能烧死并驱走珍贵的禽兽。森林火灾发生时还会产生大量烟雾,污染空气环境。此外,扑救森林火灾要消耗大量的人力、物力和财力,影响工农业生产。有时还造成人身伤亡,影响社会的安定。
传统的监控方法主要是依靠人力,包括建立瞭望塔,建立视频监控站点等。 1.1 森林防火技术一览 1,德国:FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统
德国投入使用的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统,正常监测半径10公里,安装该系统每套需7.5万欧元,而在勃兰登堡州安装需要120-130套,约1000万欧元。
2,美国:护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻
美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转,探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。美国使用无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测,虽获得了成功,但耗费了巨额资金。
3,加拿大:加拿大采用卫星巡回监测系统
加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度,当检测出某一林区局部温度上升到150℃~200℃,红外线波长达3.7微米时,便是火灾前兆,立即测定具体温度,采取措施及时防火.同时,加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾,飞行费每小时需5000-6000加元。
国外的技术有的虽然可靠,但需要借助高空卫星,且施工太复杂;有的技术方案基础实施投资太大,多达几十万美元,投入成本过高,这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。 1,地面巡护
地面巡护,主要任务是宣传群众,控制人为火源,深入了望台观测的死角进行巡逻。对来往人员及车辆,野外生产和生活用火进行检查和监督。存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时,常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差;在交通不便、人烟稀少的偏远山区,无法进行地面巡护,需用各种交通工具费用及人员工资费用,只能用视频监测方法来弥补。
2,瞭望台监测
了望台监测,是通过了望台来观测林火的发生,确定火灾发生的地点,报告火情,它的优点是覆盖面较大、效果较好。存在的不足:是无生活条件的偏远林区不能设了望台;它的观察效果受地形地势的限制,覆盖面小,有死角和空白,观察不到,对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察;雷电天气无法上塔观察;了望是一种依靠了望员的经验来观测的方法,准确率低,误差大。另外了望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。
3,航空巡护
航空巡护,是利用巡护飞机进行林火的探测。它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察,可及时采取有效措施。但也存在着不足:夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞,同时巡视受航线、时间的限制,而且观察范围小,只能一天一次对某一林区进行观察,如错过观察时机,当日的森林火灾也观察不到,容易酿成大灾,固定飞行费用2000元/小时,成本高,租用飞机费用昂贵,飞行费用严重不足,这就需要用定点视频监测来弥补其不足。
4,卫星遥感
卫星遥感,利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发现热点,监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息,用遥感手段制作森林火险预报,用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料,反映火的动态变化,而且收集资料不受地形条件的影响,影像真切。
存在的不足:NOAA-AVHRR准确率低,需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实,尤其是交通不便的地方,火情核实十分重要。当热点达到3个像素时,火已基本成灾。 森林火灾危害大,扑灭困难,于是在火灾还在萌芽状态立即扑灭它就显得尤为重要。
森林火灾因为常常处在深山老林中,不易发现,故而发现火灾对于早扑灭火灾具有重要意义。
1,兴建瞭望塔
国内存在较多的技术落后方式。
2.,建立视频监控系统
目前国内主流的监控方式。
这是传统城市监控的简单延伸,将采集视频图像通过微波汇总,由人工完成集中监视;
人工监视易造成肉眼疲劳,视频中的火情不易被查觉,造成漏报;
监控中心的视频线路较多,人工监视也无法一一监看,易造成漏报。
所以,传统视频监控的最大缺点是漏报率非常高。
传统视频监控是非数字化系统,许多智能应用无法实现。
3,建立智能预警系统
这是森林防火的发展方向,实现森林防火的智能化,信息化。
利用无缝融合智能图像识别技术、面向对象的3D GIS技术、大型网络监控技术等高新技术。
如“森林卫士365”系列产品,主要由前端智能监控产品和后端应用系统构成。
前端智能监控产品包括重型数字云台、基站智能控制箱、嵌入式的烟火识别智能处理器等;
后端应用系统包括海普联网监控管理平台、基于ArcGIS平台的森林防火辅助决策及应急指挥系统。 一、非防火期:
信息日常管理:包括信息录入与查询、报表制作、统计分析、专题制图等。
防火设施规划:主要是对监控台站的位置进行优化,保证其监测网的监视覆盖范围完整。
林火扑救决策训练:通过向指挥者提供各种图文资料,使其能针对各种模拟火场制定扑救方案。
二、防火期:
防火准备:接收气象部门的火险天气预报与火险等级预测结果,及时做好防火准备。
防火准备辅助决策:根据各地区的火险天气预报和火险等级预报,为各地分别提供各自不同的火灾预防措施、火源管理措施、扑火队伍战备措施等辅助决策意见。
三、林火发生时:
林火行为预测:林火一旦发生,系统可迅速向决策者提供林火区位、蔓延速度、火场扩展趋势、火线强度等重要的火行为数据。
扑火辅助决策:根据林火发生地的动态信息,利用本系统的虚拟演示实现对扑火工作的复杂指挥。
四、林火发生后:
灾后评估:林火发生后,可利用本系统对受灾面积、灾害损失做出相对准确的评估。
灾后重建辅助决策:利用资源管理系统对灾后重建提供辅助决策的依据。
此外具体来说“森林卫士365”系列产品具有的主要功能如下:
(1)视频联网监控:自动监控、无人值守;
(2)烟火智能识别:识别响应速度快,准确率高;
(3)三维电子沙盘:山体、道路、河流三维模型的直观表现,可放大、旋转、漫游、飞行;
(4)林业资源管理:可将林业资源的相关数据(如二类调查林相图等)录入数据库,使林业资源数据矢量化、直观化;
(5)火点精确定位:可精确测算火点的经度、纬度和海拨高度;
(6)空间分析查询:可快速查询被保护资源、打火资源等信息,分析扑救火灾的最佳路径;
(7)火情蔓延推演:动态推演火灾蔓延的方向、速度、区域等;
(8)三维应急指挥:借助电子沙盘进行复杂的应急指挥;
(9)灾后评估总结:借助GIS数据库,对过火面积及火灾损失进行评估,并对灾后重建提供决策依据。
此外,“森林卫士365”系列产品还将扩展以下主要功能,用户可以根据自身管理的需要量身定制:
(1)综合治安管理:利用联网监控管理平台,可以实现对林区重要的区域如卡口、景区入口、重点文物保护单位等地方的智能监控,提高林区的综合治安管理水平;
(2)森林病虫害监测:利用三维GIS平台,和已经建立的林业资源数据,结合移动智能终端和3S技术,可以实现森林病虫害的监测和预警;
(3)生物多样性监测:利用联网监控管理平台和三维GIS平台,和已经建立的林业资源数据,可以动态实时地监测野生动植物,特别是对珍稀动植物,可以实现动态、实时的定点跟踪监测和预警。
(4)景区管理:可以将景区日常办公管理、门票管理、接待能力评估等功能有机结合起来,动态实时地对景区进行全方位的监测、分析和预警。