項(xiàng)目背景

　　森林資源是地球上重要的資源之一，是生物多樣化的基礎(chǔ)，是人類賴以生存必備可少的資源之一。據(jù)2005年森林資源評(píng)估結(jié)果，2005年森林面積39.52億公頃，占陸地面積的30.3%,人均森林面積0.62公頃，單位面積蓄積110立方米，有史以來(lái)森林已減少了一半，主要原因是人類活動(dòng)，森林從1990年到2000年每年消失的森林近千萬(wàn)公頃。

　　我國(guó)資源匱乏，其中以森林資源為緊缺，國(guó)土面積960萬(wàn)平方公里，約占世界總量的7%，人口13億，約占世界總量的22%，而森林面積僅占世4.6%。 我國(guó)森林總面積15894.1萬(wàn)公頃，林木總蓄積量不足世界總量的3%，森林蓄積量為112.7億立方米，森林覆蓋率為16.55%，排世界第142位，人均森林面積0.128公頃，只有世界平均水平的1/5，排世界120位，人均森林蓄積量9.048立方米，只有世界平均水平的1/8。

　　我國(guó)現(xiàn)階段的森林火災(zāi)防范大多數(shù)采取的措施是宣傳教育、由森林防火指揮部安排護(hù)林員或其它人員對(duì)重點(diǎn)時(shí)段、重點(diǎn)區(qū)域野外火源進(jìn)行人工巡查和管理、日常工作防范以護(hù)林員進(jìn)入林區(qū)巡護(hù)為主、建立滅火撲救隊(duì)等措施。根據(jù)大多數(shù)地方的實(shí)際情況分析，有限的護(hù)林員面對(duì)大范圍的林區(qū)資源進(jìn)行巡護(hù)時(shí)，很難做到較大范圍的巡查覆蓋，而且大多數(shù)林區(qū)的道路條件不好，到達(dá)每個(gè)了望塔需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，無(wú)論是巡查覆蓋范圍還是時(shí)效性都不能滿足現(xiàn)階段日益增長(zhǎng)的林區(qū)人員活動(dòng)的監(jiān)護(hù)巡查需要。

　　往往實(shí)際情況是，每天都在巡護(hù)，而因人員活動(dòng)引起的火災(zāi)卻時(shí)有發(fā)生，造成這種情況的原因是基于人工方式林區(qū)巡護(hù)監(jiān)看主要缺點(diǎn)有，一是人的眼睛可視的范圍較小，即使通過(guò)了望塔能夠達(dá)到的可視距離和范圍是有限的無(wú)法對(duì)大面積的林區(qū)資源實(shí)現(xiàn)觀看，二是護(hù)林員訓(xùn)查的路徑所覆蓋的林區(qū)是有限的，巡查路徑和時(shí)間相對(duì)固定，而進(jìn)取林區(qū)的人或者游客無(wú)論是路徑還是時(shí)間都存在很多不確定，可能造成每天都在巡護(hù)，而因人員活動(dòng)引起的火災(zāi)卻時(shí)有發(fā)生的情況。

　　基于這些存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，有效的手段是能夠?qū)α謪^(qū)的資源進(jìn)行大范圍、大視野的全天候24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)ψ詣?dòng)發(fā)現(xiàn)林區(qū)內(nèi)的有火或者有煙的時(shí)候自動(dòng)報(bào)警，并且能夠?qū)⒒瘘c(diǎn)的位置能夠定位，通過(guò)這種方式可以解決因人工護(hù)林造成的森林防火不足的情況。

　　一種有效的解決手段是利用視頻監(jiān)控技術(shù)結(jié)合智能化的煙火識(shí)別技術(shù)，對(duì)數(shù)公里范圍內(nèi)的森林資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一種方式，通過(guò)智能化的森林防火預(yù)警手段，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)看和記錄森林資源的情況，同時(shí)由于采用了智能化的監(jiān)測(cè)機(jī)制，可以通過(guò)智能化設(shè)備自動(dòng)完成對(duì)森林資源的火災(zāi)監(jiān)測(cè)和報(bào)警，輔助森林防火監(jiān)測(cè)人員完成對(duì)森林資源的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，由傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓹C(jī)器自動(dòng)監(jiān)測(cè)的智能化科技手段，一旦遇到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警，及時(shí)通知相關(guān)的工作人員的一種先進(jìn)合理的預(yù)警機(jī)制，采用這種預(yù)警機(jī)制可以為現(xiàn)階段森林防火預(yù)警提供一種非常有效的解決方法。

　　系統(tǒng)構(gòu)成

　　森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)

　　1、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控以直觀，真實(shí)，有效而被廣泛應(yīng)用在許多重點(diǎn)防范地區(qū)。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控能在森林發(fā)生火災(zāi)前及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，從而起到預(yù)防火災(zāi)的目的；

　　2、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控能在森林發(fā)生火災(zāi)時(shí)把現(xiàn)場(chǎng)的圖像傳回指揮中心，指揮中心通過(guò)監(jiān)視前端攝像機(jī)圖像指揮調(diào)度救火，大限度的能減小火災(zāi)造成的損失；

　　3、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控能真實(shí)記錄火災(zāi)發(fā)生前救火過(guò)程中以及救火以后現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況從而對(duì)火災(zāi)進(jìn)行處理，提供有效真實(shí)的資料；

　　4、在林區(qū)各消防了望塔制高點(diǎn)架設(shè)遠(yuǎn)程熱成像可見(jiàn)光雙波段天候攝像機(jī)（TVC），覆蓋半徑3公里，觀測(cè)方圓12 平方公里森林火情。對(duì)初發(fā)火情，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)救護(hù)。使火災(zāi)隱患消亡在萌芽狀態(tài)；

　　5、遠(yuǎn)程熱成像可見(jiàn)光雙波段天候攝像機(jī)（TVC）具有的透霧效果，對(duì)于霧、霾等惡劣天的防火能力也得到極大的提高。

　　6、從消防了望塔至林區(qū)管理指揮中心通過(guò)CDMA傳輸，不受距離限制，不受遮擋，CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方就可以把前端圖像傳輸至監(jiān)控管理中心。森林防火消防中心可對(duì)火情及現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，以便及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況協(xié)調(diào)調(diào)度指揮；

　　7、林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心能記錄火情發(fā)生，發(fā)展和消滅的整個(gè)過(guò)程，對(duì)以后的火情的預(yù)防，治理提供真實(shí)有效的直觀資料。

　　前端監(jiān)控點(diǎn)

　　一般設(shè)置在林區(qū)各消防了望塔制高點(diǎn)上，或者自行安裝立柱和高桿，包括紅外低照度全天候攝像機(jī)、云臺(tái)控制系統(tǒng)、視頻服務(wù)器。

　　前端采集部分

　　無(wú)線傳輸系統(tǒng)

　　各監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳輸系統(tǒng)，將圖像傳輸?shù)搅謽I(yè)局或者監(jiān)控中心，信號(hào)傳輸部分包括wless兼容802.11a標(biāo)準(zhǔn)的電信級(jí)無(wú)線網(wǎng)橋、高增益天線、高頻饋線。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基站由無(wú)線網(wǎng)橋和天饋系統(tǒng)構(gòu)成，高山上沒(méi)有電源的可采用太陽(yáng)能電池板或者風(fēng)力轉(zhuǎn)動(dòng)架供電，這取決于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。

　　基本功能

　?。?）自動(dòng)煙火識(shí)別

　　智能圖像處理器能夠利用煙火識(shí)別算法自動(dòng)檢測(cè)出監(jiān)控區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的火情，時(shí)間發(fā)現(xiàn)明火和隱火，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)傳送到監(jiān)控中心。災(zāi)后，也可以監(jiān)控隱火是否完全熄滅。

　　（2）實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)控區(qū)域的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，在監(jiān)控中心的顯示終端上能夠顯示前端實(shí)時(shí)場(chǎng)景。

　　（3）云臺(tái)控制

　　智能圖像處理器可以控制云臺(tái)進(jìn)行360旋轉(zhuǎn)，對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行多角度監(jiān)控。

　　（4）視頻錄像

　　系統(tǒng)管理員可以按照需求指定錄像通道的幀率、編碼質(zhì)量、錄像空間大小、錄像觸發(fā)方式，系統(tǒng)能自動(dòng)管理磁盤(pán)空間，執(zhí)行錄像任務(wù)。

　　（5）地圖導(dǎo)向

　　標(biāo)注前端智能圖像處理器安裝的位置。并且在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可大概指引著火方向和著火點(diǎn)。

　?。?）日志信息

　　前端智能圖像處理器產(chǎn)生的運(yùn)行日志發(fā)送到監(jiān)控中心服務(wù)器中。監(jiān)控中心服務(wù)器上實(shí)時(shí)顯示日志信息，按配置要求給出告警。用戶可以按輸入的條件來(lái)查詢?nèi)罩镜臍v史記錄和視頻錄像。

　　（7）擴(kuò)展功能和系統(tǒng)集成

　　在森林防火智能分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮了模塊化和靈活性。監(jiān)控中心和前端通信、監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫(kù)管理都有軟件開(kāi)發(fā)包，監(jiān)控中心服務(wù)器也能做到定制開(kāi)發(fā)集成其它廠商的設(shè)備或者擴(kuò)展系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能。集成商可以將前端設(shè)備集成到他們的系統(tǒng)中。

　　熱成像能更早發(fā)現(xiàn)潛在火源

　　由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控使用外，還可以作為有效防火報(bào)警設(shè)備，在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由 不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源，用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。而應(yīng)用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確 判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，透過(guò)煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，做到早知道早預(yù)防，早撲滅。

　　智能視頻分析報(bào)警管理平臺(tái)軟件

　　從森林防火的實(shí)際需求出發(fā)，結(jié)合音視頻技術(shù)、智能火情探測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和軟件平臺(tái)技術(shù)等，建設(shè)基于光電平臺(tái)的智能網(wǎng)絡(luò)森林火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件。系統(tǒng) 具備自動(dòng)識(shí)別火點(diǎn)、及時(shí)報(bào)告火點(diǎn)以及定位火點(diǎn)的功能，同時(shí)具備一定的應(yīng)急指揮功能，通過(guò)全局態(tài)勢(shì)圖展現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的全局態(tài)勢(shì)信息，通過(guò)音視頻對(duì)講等手 段，實(shí)現(xiàn)與前端人員的互聯(lián)互通，增強(qiáng)防火應(yīng)急指揮調(diào)度能力，為指揮搶險(xiǎn)救災(zāi)工作爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。

　　前端智能監(jiān)控設(shè)備包括重型云臺(tái)（慣性云臺(tái)）、小型云臺(tái)（重載云臺(tái)）、具備高溫探測(cè)功能的紅外熱像儀、長(zhǎng)焦可見(jiàn)光系統(tǒng)和控制機(jī)柜（含海康視頻服務(wù)器DVS）等；后端應(yīng)用系統(tǒng)為智能網(wǎng)絡(luò)火情監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。傳輸設(shè)備兼容有線和無(wú)線兩種方式。

　　林火智能分析軟件登錄界面

　　系統(tǒng)主控界面

　　主控界面包括工具欄、視頻顯示區(qū)、視頻工具區(qū)、設(shè)備列表區(qū)、火情檢測(cè)區(qū)、綜合管理區(qū)、信息窗口區(qū)。

　　火情檢測(cè)區(qū)

　　包括PTZ圓形控制盤(pán)，可操作八個(gè)方位；速度控制拖動(dòng)條；方位俯仰角度顯示；速度自適應(yīng)選擇框；視場(chǎng)和焦距調(diào)節(jié)按鈕；開(kāi)啟檢測(cè)、暫停檢測(cè)、解除

　　報(bào)警、報(bào)警配置、火情定位、圖像標(biāo)定按鈕。如下圖所示。

　　· PTZ：八個(gè)方位按鈕當(dāng)鼠標(biāo)一直處于點(diǎn)擊狀態(tài)時(shí)一直轉(zhuǎn)動(dòng)，松開(kāi)鼠標(biāo)時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)（鼠標(biāo)按下開(kāi)始調(diào)節(jié)，鼠標(biāo)抬起停止調(diào)節(jié)，對(duì)于需要啟停的命令均如

　　此處理）；在執(zhí)行方案或者計(jì)劃等的時(shí)候云臺(tái)一直在轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)時(shí)候可以點(diǎn)擊圓形控制盤(pán)中間按鈕讓云臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　· 水平速度：拖動(dòng)調(diào)節(jié)改變專題東水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，當(dāng)選中速度自適應(yīng)時(shí)此范圍根據(jù)所選視頻的視場(chǎng)角決定（例如在自適應(yīng)狀態(tài)下選中某個(gè)視頻，

　　此視頻的水平視場(chǎng)角度為35度，則此時(shí)水平速度的范圍值應(yīng)該為0~35度/秒）。

　　· 俯仰速度：垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，范圍：正常情況為0~45度/秒，當(dāng)選中速度自適應(yīng)時(shí)此范圍根據(jù)所選視頻的視場(chǎng)角決定（例如在自適應(yīng)狀態(tài)下選中

　　某個(gè)視頻，此視頻的俯仰視場(chǎng)角度為25度，則此時(shí)俯仰速度的范圍值應(yīng)該為0~25度/秒）。

　　· 速度自適應(yīng)：選擇速度自適應(yīng)時(shí)，當(dāng)前選中哪個(gè)視頻窗口就以這個(gè)視頻窗口的視場(chǎng)角進(jìn)行調(diào)節(jié)方位和俯仰速度，大值為一個(gè)視場(chǎng)角

　　· 視場(chǎng)：點(diǎn)擊“+”增大視場(chǎng)，點(diǎn)擊“－”減小視場(chǎng)。

　　· 焦距：調(diào)節(jié)當(dāng)前視頻對(duì)應(yīng)設(shè)備的焦距，點(diǎn)擊“+”增大焦距，點(diǎn)擊“－”減小焦距。

　　· 開(kāi)啟檢測(cè)：布防前、暫停檢測(cè)或者解除報(bào)警后，該按鈕可用，其它情況下該按鈕禁用，點(diǎn)擊開(kāi)啟檢測(cè)轉(zhuǎn)臺(tái)繼續(xù)當(dāng)前暫停的檢測(cè)，繼續(xù)執(zhí)行計(jì)劃?rùn)z測(cè)。

　　· 暫停檢測(cè)：正在檢測(cè)的過(guò)程中，可以隨時(shí)點(diǎn)擊暫停檢測(cè)來(lái)停止檢測(cè)。

　　· 解除報(bào)警：在開(kāi)啟檢測(cè)發(fā)現(xiàn)報(bào)警時(shí)可以點(diǎn)擊解除報(bào)警來(lái)解除當(dāng)前的報(bào)警提示和報(bào)警錄像，解除報(bào)警提示框和報(bào)警聲音，恢復(fù)正常檢測(cè)。解除報(bào)警僅在發(fā)生報(bào)警時(shí)可用。點(diǎn)擊“解除報(bào)警”按鈕之后點(diǎn)擊“開(kāi)啟檢測(cè)”按鈕轉(zhuǎn)臺(tái)繼續(xù)當(dāng)前執(zhí)行的計(jì)劃?rùn)z測(cè)。

　　· 報(bào)警配置：點(diǎn)擊報(bào)警配置彈出配置對(duì)話框，可以配置報(bào)警閾值（調(diào)節(jié)紅外灰度值）、報(bào)警延時(shí)（發(fā)現(xiàn)目標(biāo)之后延遲多長(zhǎng)時(shí)間再開(kāi)始報(bào)警）和目標(biāo)小尺寸，對(duì)話框如下：

　　· 報(bào)警閾值：范圍是0－16000,設(shè)定的數(shù)值越小，對(duì)溫度越敏感，檢測(cè)低溫的物體也會(huì)報(bào)警，數(shù)值越大對(duì)溫度越不敏感，即溫度很高時(shí)才會(huì)報(bào)警，所以需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定合適的報(bào)警閾值。

　　· 報(bào)警延時(shí)：檢測(cè)到火情時(shí)延時(shí)多少 秒報(bào)警。

　　· 目標(biāo)小尺寸：檢測(cè)目標(biāo)的小尺寸，單位是像素。

　　· 火情定位：當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)點(diǎn)擊火情定位然后在視頻中標(biāo)記高度（180cm）完成定位，此時(shí)地圖中顯示此報(bào)警目標(biāo)所在位置和距離（小型云臺(tái)通過(guò)紅外進(jìn)行定位）。小型云臺(tái)紅外視頻可以實(shí)現(xiàn)此功能，可見(jiàn)光無(wú)法實(shí)現(xiàn)，如果選中的是小型云臺(tái)可見(jiàn)光視頻則此按鈕不可用。

　　· 圖像標(biāo)定：點(diǎn)擊圖像標(biāo)定按鈕時(shí)彈出圖像標(biāo)定窗口，用戶可以通過(guò)云臺(tái)的紅外和可見(jiàn)光標(biāo)定給算法提高報(bào)警顯示位置和大小的準(zhǔn)確性。小型云臺(tái)需要進(jìn)行紅外雙視場(chǎng)的標(biāo)定，在每種視場(chǎng)下，均需要保存可見(jiàn)光預(yù)置點(diǎn)，標(biāo)定時(shí)基于預(yù)置點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。