森林防火視頻監控系統在乳陽林區的構建

張家棟，龔粵寧

（1.廣東省乳陽林業局，廣東 韶關 512727；2.南嶺國家級自然保護區管理局，廣東 韶關 512727）

森林火災是危害森林資源的主要災害之一，防范和減少森林火災是林業工作的重要組成部分，是保護森林資源的重要措施[1，2]。回良玉副總理2007年2月9日在國家森林防火指揮部第二次全體會議暨2007年全國森林防火工作電視電話會議上的講話中指出，加強對高火險區、自然保護區等級巡護瞭望和預警監控，及時發現和排除隱患，加快森林火險預警監控系統，通信指揮系統建設，建立森林火險分級響應和預警信息發布機制，全面提升森林火災預警能力[3]。

隨著視頻監控系統在社會各個領域的廣泛應用，森林防火也開始實現數字化和網絡化管理。2013年，廣東省乳陽林業局通過中央投資森林重點火險區綜合治理工程建設項目進行森林防火視頻監控系統建設，用于森林防火工作。利用現代監控技術及早發現森林火險火情，在很大程度上彌補人員巡視的不足，可大幅提高森林防火工作的科技水平，減少森林火險火情的發生，降低森林火災的損失[4]。

1 乳陽概況及系統建設基本情況

1.1 乳陽概況

廣東省乳陽林業局地處24°47′—25°00′N，112°51′—113°07′E?，F有林業用地面積3.1萬hm2，活立木蓄積量159萬m3，森林覆蓋率達96.3%。是廣東北部的天然屏障，是南方生物物種的發祥地和集中地，是我國生物多樣性關鍵地區之一，是廣東目前保存面積較大的原始林和原生性較強的次生林分布區域，是目前世界上同緯度僅存面積最大的綠洲，轄區內有廣東第一峰，海拔1 902m。

1.2 系統建設基本情況

2013年，廣東省乳陽林業局開始籌建森林防火監控系統，在綜合考慮地形及用電條件情況下，充分利用移動通信塔臺，選取重點區域內可視區域覆蓋面積大的山峰作為監控點。至2014年末，建成第二峰、小黃山、老蓬九公里、天門嶂等四個監控點。今后，將繼續加大資金投入實現系統對林區的全覆蓋、全監控。

2 森林防火監控系統構成及工作原理

2.1 系統構成

系統主要有前端設備、傳輸系統、監控指揮中心三部分組成。

2.2 工作原理

系統通過在監控點塔臺上安裝的前端設備不間斷拍攝，將周圍的森林圖像和火災自動預警信息，經過微波或移動通信光纜傳輸至指揮中心進行數據處理，由指揮中心進行實時監控，根據獲得的信息指揮相關人員采取相應措施進行撲救工作。

圖1 系統工作原理示意圖

3 主要設備功能

3.1 前端設備

前段主要由攝像機、智能圖像處理器、設備防盜系統、避雷接地系統、風光互補供電系統等組成。

3.1.1 透霧攝像機 利用納米光波濾光技術，可以穿透霧霾，清除霧天對系統可視距離的影響，并具有深化云煙的能力，讓林火發生的初期就很容易被系統進行識別并報警，減少損失。

3.1.2 長焦距透霧鏡頭 高倍率長焦鏡頭的使用可讓每個監控點覆蓋較大的可視區域，使設備的投資發揮最大效用。

3.1.3 智能圖像處理器 可控制云臺進行360°旋轉，全方位監控，將監測對象的視頻數據流進行處理，根據森林背景圖像和火災、空間幾何紋理特征進行分析，進而對火情判決報警。

3.1.4 定位云臺 高精度定位云臺，可將監控位置間的回轉速度達到10°或更高，定位精度達到0.012 5。

3.1.5 風光互補供電系統 該系統通過風光互補，為前端設備提供可靠穩定的電源。

3.1.6 高壓脈沖防盜系統 可保護投資及設備安全。

3.1.7 避雷接地系統 可有效防止雷擊對監控系統設備的損壞。

3.2 傳輸系統

系統傳輸部分是連接前端設備與中心控制系統的中間通信部分。選用何種方式傳輸作為監控系統的傳輸通道，是監控系統能正常運作、發揮功效的關鍵所在。綜合考慮林區特點，針對小黃山及第二峰兩個監控點地形復雜，鋪設光纜極其困難的情況，采取遠距離微波傳輸系統（監控點和監控中心連接采用點對點無線橋連接模式），將數據傳輸至九公里監控點后，采取租用移動通信光纜將數據傳輸至指揮中心。天門嶂監控點則直接通過微波將數據傳輸至指揮中心。

3.3 視頻監控中心

主要由監控中心服務器、顯示終端、軟件平臺構成，可實現前段視頻的瀏覽、控制、告警顯示與處理、相關系統聯動等功能。目前此視頻監控中心系統已與南嶺國家級自然保護區管理局數字化平臺對接，通過與保護區地理信息系統（GIS）無縫結合，完成對發生的火情、火警區域實現精確定位，可實時做出分析判斷，確定撲救方案，將火線控制在萌芽狀態。

4 結語

森林防火視頻系統，是森林防火工作的實際需要，是森林防火技術的主流發展趨勢[5]，更是建立現代林業的必要途徑。建設森林防火視頻監控系統，將有效實現乳陽林區森林防火工作“預防為主，及時發現、快速撲救”的目的。

[1]高顯連，王慶杰.森林防火信息系統的主要技術[J].林業資源管理，2003，8（4）：51－55

[2]江建生.湖北省森林防火指揮決策系統有關問題的探討[J].湖北林業科技，2003（4）：33－35

[3]回良玉.在國家森林防火指揮部第二次全體會議暨2007年全國森林防火工作電視電話會議上的講話[J].森林防火，2007（1）：3－5

[4]張峰，鄭丹萍，夏屹.數字監控系統在森林防火中的應用——以湯浦水庫林區數字微波監控系統為例[J].浙江林業科技，2006（11）：51－54

[5]劉少軍，甄久立.智能視頻監控系統在森林防火上的應用[J].林業科技情報，2012，44（2）：16－17