白夜森林

森林防火及林业资源管理预警系统

1.森林防火监控预警介绍

1.1概况

森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，随着中国造林事业的不断发展，防

火工作成为首要任务。森林防火必须贯彻“预防为主，积极扑救”的方针，真正

做到早发现，早解决。目前，基于无线网络技术的远程无线监控系统，已广泛应

用于森林防火监控领域。

森林防火远程无线监控系统，由森林防火指挥部监控中心、无线传输系统，

以及前端采集点构成。

前端采集点，一般设置在林区各消防瞭望塔制高点上。包括彩转黑低照度全

天候透雾摄像机、长焦距电动变焦镜头、数字回显云台、网络视频编码器。各监

控点通过无线传输系统，将图像传输到监控中心，无线网络基站由无线网桥和天

馈系统构成；监控中心通过无线监控系统，不仅可以获得全面的、清晰的、可录

制并回放的多画面现场实时图像，而且还可以对前端摄像机焦距和云台运动进行

操作和控制，通过云台的实时角度数据回传，结合GIS系统可以实现火灾发生点

的精确定位；前端设置智能化微型气象站，可以实时的了解当前监控点的风力、

风向、温湿度等数据，为森林防火指挥提供有力数据信息；满足当前森林防火的

各种要求。

1.2国际通常森林防火技术

国际上现有的森林防火报警技术：

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。

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。

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。

1.3国内采用的监测方法

地面巡护

地面巡护，主要任务是向群众宣传，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。

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。

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。

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：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。在接到热点监测报告2小时内应反

馈核查情况和结果；卫星遥感监控森林防火的其不足是：

1.热点达到3个像素时，火已基本成灾。

2.从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长，起不到“打早、打小、打了”

的作用。

弥补以上手段不足，我公司“森林防火数字化监控预警系统”可以实现快速、

准确、实时的监控林火情况，配合林政管理、生态建设管理及林业活动等功能实

现各种管理。

2.本方案的特点优势

“森林防火及林业资源管理预警系统”避免了原始人工了望观察火情的局

限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费用支出和管理成

本，提高了林区企业的效应。

该系统特点有：

数字回显云台结合GIS，火点精确经纬度定位。

林火自动识别系统，实现火情自动报警。

纳米波滤光技术穿透烟雾，清晰成像。

短信发布火情信息，及时迅速。

野外设备防盗报警系统，有效防止设备

丢失和人为破坏。

远距离微波传输，避免野外架线施工。

智能太阳能供电，满足系统能源消耗。

3.本方案实现的主要功能

“森林防火及林业资源管理预警系统”项目为监控控制人员提供监控控制功

能，正常情况下摄像机在云台带动下工作在自动扫描方式下时，观测人员在监控

中心可观测到一定范围内的森林、道路、人员等实况图像，系统可进行全程录像；

若遇异常情况，工作人员可及时将摄像机从自动状态下转为手动状态，并对有关

目标进行跟踪、定位、放大，以便更加仔细全面地进行观测。

本系统方案的主要功能如下：

1)监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像。图像中同时包括相关

数字信息如坐标,时间等；

2)数字图像可以通过无线通讯和计算机网络实现远程传输；

3)所有视频图像进行全程录像存储，并可以对以往的历史图像进行查询和

回放；

4)采用野外重载数字回显云台，具有实时回显位置信息功能；电动可变长

焦距镜头配备远程可控滤色片低照度高清晰透雾摄像机，具有透雾、深

化云烟功能，即使雾天也可以进行正常的监控；可以通过专用操作键盘

或监控软件控制云台和镜头；

5)通过现有设置的监测点,实现整个有林面积的监视范围达到95%以上；

6)系统安全性高，采用人员身份认证、访问控制功能和审核功能等方式保

证系统安全可靠；

7)查询简便性：采用时间流设计，可由时间、日期、前端采集点完成资料

检索；

接处警火点位置三维标绘防火监控蔓延分析

火情自动报警

灭火指挥管理预案部署

8)无线传输模式，方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连

接；

9)防盗告警，在监控点装置红外探头，有盗窃入侵时监控中心告警，保护

用户投资，或将损失降低；

10)火情识别报警：当监控摄像机扑捉到林火时，系统具有的火情识别功能，

可及时告警并联动报警录像，提醒值班人员察看显示画面，及早发现火

情及火点位置；

11)GIS管理系统：以电子地图为基础,实现地图基本操作功能,实现对森林

火灾的分析预报,森林防火工作的动态管理，为防火提供直观的规划和

决策支持。

12)火灾定位功能：利用前端采集系统中的数字回显云台，在地理信息系统

里将每一个监控点进行地址编码，同时将每一个监控点的坐标直接落实

在电子地图上，这样地理信息系统一旦接收到特定编码的数字云台回传

的位置数据，通过建立特定的位置转换数学模型，实现定位功能。同时，

系统具备实现人工定位功能。

13)辅助决策功能：GIS信息系统提供最近扑火队前往火情点最短路径以及

通往现场的主要道路和通行能力,提供防火隔离带的位置及赶赴火场的

时间等重要信息。

14)电源系统:电源供给在全天候的环境下,保证系统不间断供电；

15)防雷系统:系统要有安全的防雷保障措施,确保系统能够安全运行；

16)系统配置设备网络管理系统，实现对各类设备的综合网络管理。

4.产品先进技术应用

深圳紫光积阳科技有限公司肖小姐

多传感器系列

——三视窗透雾热成像一体机

本系统采用激光辅助照明、百万像素镜头、百万像素摄像机、热像仪和高精

度数字云台，通过科学、先进的手段集合而成，具有背景反差好、成像清晰、使

用高分辨率低照度彩转黑摄像机，可进行昼夜连续监控，夜间最远可发

现3500-4000米处的人物活动、车辆、设施等目标；实现白天彩色监视、夜间在

全黑的环境下同样监视的目的。

应用领域

森林防火、机场跑道、城市高空瞭望、国土资源保护、油田防盗、港口码头、

航道、铁路运输、环境监控、边防、渔政管理、海上养殖、水利防汛、海事搜救、

湿地保护远程视频监控等昼夜连续监控的场所。

产品特点

最高分辨率可达1.3M(1280×960),可输出HD720p实时图像

采用先进的视频压缩技术,压缩比高,且处理非常灵活，带透雾功能。

配备高清晰的红外热像仪，先进的图像处理技术输出高质量的图像，同使具有可选的智

能报警功能。像素384×288，确保用户可以再全黑、雾、烟、沙尘等天气情况下能够

看到更多细节和更小的目标。

激光辅助光源，配合热像仪，使白夜无差别。

水平360°无限位旋转，使监控无死角；

垂直角度-45°~+45°，使视野更宽广；

具有慢启动及过热、过流、过压等多重保护功能；

智能温控系统、防水、散热设计，保证设备长期稳定工作，使用寿命20000小时以上。

技术参数说明

激光功率10W

激光波长808nm/940nm可选

激光角度0.2°～20°

焦距镜头30-750mm热成像20-100mm连续变焦

靶面尺寸1/3"SONYProgressiveScanCCD

有效像素

130万

最低照度

彩色：0.1Lux@(F1.2，AGCON)

黑白：0.01Lux@(F1.2，AGCON)

旋转范围水平角度360°无限位，垂直角度-45°~+45°

旋转速度水平0.01～30°／s、垂直0.01～15°／s

预置位80

网络协议

TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP/RTSP,PPPoE,SMTP,

NTP,UPnP,SNMP,HTTPS,FTP,802.1x,(SIP,SRTP,IPv6可选)

接口1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS-485接口

报警功能报警输出1路

防雷功能内置600V防雷、防浪涌和防突波

外形尺寸750mm×445mm×597mm（L×W×H）

工作温度-30℃~70℃

防盐雾PH值6.5-7.2条件下，连续喷雾48小时

防护等级IP66

输入电压AC24V

最大功率200W

重量50Kg

附加雨刷、透雾、加热