數字化監控預警系統在森林防火中的運用分析

陳潔

森林火情的發生不僅會造成巨大的林業經濟損失，同時還嚴重危害到周邊居民的生命財產安全。科學技術的應用有效降低了此類災難發生的可能性。本文將從數字化監控預警系統定義出發，討論其在煙霧識別、數據整理、視頻監控、中控管理、資源定位等方面的應用，為提升相關工作效率做出理論幫助，

一、 數字化監控預警系統定義

傳統的森林預警都是由相應工作人員負責，工作進度開展較為緩慢，工作效率較低，并且受到能力約束所以無法保障方面性與精準性，發現火災風險信息后不能實現第一時間的傳達。森林火災風險較大，且蔓延速度快，突發性強。因此預防工作難以開展，一旦發生大規模災難則對于國家經濟與群眾生命安全都會造成不可估量的危害。數字化監控預警系統是目前應用效果比較良好的事前控制手段，2016年我國林業部門出臺了《林區數字監控技術規范》，該文件也傳達出國家對于林業數字化預警的重視，數字化監控預警系統的構成建立在計算機技術基礎上，所以其具有高效率、高精準度、無線信息交流等優勢，能夠對火災可能發生的風險進行及時監察，并第一時間反饋到中央計算機中，最大程度上減少災害帶來的危害，將險情約束在小范圍內。目前分析已經投入使用的數字化監控預警系統設計可知，其采取了GIS。GPS技術與計算機網絡技術的結合，通過GIS完成對森林資源位置的精確定位，方便第一時間傳達火情形式，為工作人員開展后續撲滅工作提供堅實有力的數據支持。

二、數字化監控預警系統

（一）火災煙霧識別

分析實際火災煙霧識別效果可發現，該系統中應用到了紅外線呈像技術、可見光能識別技術、數據自動化搜索技術、動態監測技術以及基數補償技術，能夠實現對圖像的全方位提取，當前很多數字化監控預警系統中還結合了人工智能技術，在識別到火災、煙霧情況時能夠自動判斷其濃度、成分、位置。目前煙霧識別系統已經能夠做到對比度控制在5%以下，且對目標識別精準度高達99%，能夠高效監控預警，煙霧火焰識別功能不受外界環境因素影響，具有良好的適應能力，對于風險發生目標范圍定位速度較快，信息可完成在線傳輸，最大程度上保證全方位的監控。

（二）森林數據整理

數據整理功能包含了數據集成、歷史資料存檔查詢、數據分析等多個內容，做好數據整理能夠為林區管理工作建立起充沛的數據庫，在前期進行資料集成工作時，首先要確定范圍內樹木種類及分配情況，對動物種群也要做好調查，日常管理是要定期用無人機巡邏，拓寬數據收集渠道。技術人員可以根據地下、地面動植物分布情況來討論區域內光照情況、溫濕度等信息。另外干燥季節、特殊節假日時更要做好數據監控工作，提高巡邏密度。目前我國已經有部分地區能夠實現在林區范圍內對多類型數據進行查詢，例如：樹木情況、植物資源分布圖等等，技術人員可以以此為基礎，分層建立監控點，實現綜合性防火。

（三）區域視頻監控

從林區覆蓋范圍來看，其占地面積較廣，監控設施對應分布跨度也比較大，各個監控節點之間圖像傳輸效率有待提升，受到距離約束，傳統森林監控數據整合效果并不理想，資料運作周期性較長。當前科學技術發展勢頭良好，無線網絡傳輸、微波傳輸、在線監控等性能已經逐漸改變監控應用模式，區域視頻監控是目前反饋效果較好的一種森林防火預警技術，通過云臺基站提供基礎支持，利用三維傳輸技術明確經度、維度等精準化的地理位置，最終判斷確切的坐標數值。視頻監控運行時，可把攝像頭安裝在云臺上，充分對火災發生地點采取動態化監控，為撲救工作提供清晰的畫面支持。另外標繪性能可以對視頻監控起到輔助作用，整合火災視頻地點與地圖位置，實現對位置的在線確定，在視頻中把位置精準到以“秒”為單位，工作人員利用標繪位置對照火災形勢，采取高效的救火措施，進一步提高控制效率。

（四） 中央控制管理

中央控制管理能夠實現對預警系統中所有性能的集成化管理，將視頻檢測、圖像反饋、IP位置確認都設置為獨立單位模塊，并把這些模塊整理到計算機平臺中，僅需在終端就能對目標內容進行操作，加強數字化火災預警系統所有性能之間的聯動效果，對每個模塊進行規范化控制，提高整體監控性能。

（五） 林業資源定位

上文中提到GPS、GIS等技術在數字化監控預警系統中可起到重要作用，GPS能夠在煙霧識別基礎上第一時間確定出位置坐標，通過衛星定位判斷方向，而且當前GPS應用方式較為多樣，不僅能夠實現內部定位，同時技術人員可以手持GPS設備對災情位置進行判斷，使人員調度、設備組裝等工作效率都能得到提高，與視頻監控內容相結合，現場指揮人員更容易做出正確判斷，確保救援路徑有效。GIS也被稱為遙感技術，其應用條件更簡單，由于火災位置檢測不具備高度要求，所以GIS僅需要分析火災地面投影參數即可確定經緯度方向，同時還能夠自動上傳災情數據到資料庫中，方便日后防火工作的開展。