電子監控技術在林區資源調配及防火中的應用

崔竣航

（東寧市林業和草原局，黑龍江 東寧 157299）

0 引言

森林行業的發展一直秉承可持續發展的循環經濟的理念和思路。鑒于其自身特性，樹木在被砍伐以后森林資源的再生是一個非常緩慢的過程，必須進行全方位的撫育再生操作，才可以使森林產業健康可持續的發展。所以，相關部門需要科學開發和使用森林的相關資源，并且強化相關資源的防護，特別是必須充分搞好森林防火減災任務。林場一旦發生火災將會對森林資源造成極為嚴重的損害，甚至可能給相關森林帶來毀滅性的破壞，排除相關財產損失，還可能造成大量人員傷亡，因此，有關部門需要將森林防火任務切實落實到位，尤其是處在平時林場巡邏進程中，需要針對森林火情的隱患著重預防排查，切實搞好適當的防火減災相關任務，以此為我國林業領域的健康可持續發展打下堅實牢固的安全基礎。

1 電子監控技術的工作原理

在森林防火減災中使用電子監控技術，指的是一類集成圖像監測、自動報警、智能調配以及防盜預警能力于一身的集成智慧化森林防火減災數字化系統，前端森林電子監控技術是采用高清頻譜云平臺攝像系統，對于森林范圍內實施24 小時火災隱患監測，如果發生火情，則能馬上借助前端攝像系統實施定位捕捉，并且把視頻圖像和環境數據上傳至控制中心。且無線傳送子模塊則會把前端攝像系統所捕捉到的有關數據即時傳送至控制中心，保證火情可以在第一時間得到傳輸。

2 森林火災預警系統中的相關遙感技術

在我國林區相關資源調配過程中，森林資源防火工作的重點都是放在預防為主、快速撲滅火苗，防止火災蔓延層面上的，因此森林資源火情預警工作中相關的遙感解決方案發揮著核心作用。通常來說，森林火情預警工作一般是依據特定時間段內的相關氣象信息數據、火源情況、地形特征、可燃物的干濕情況和相關屬性特征等實施全方位研究和評估。相關工作人員需要依據林場火情預警信息來指揮滅火作業的具體行動，并且依據其特性做好信息的歸納總結，進行林場的中長期火情趨勢評估、短期火情等級評估等工作。

森林資源火情預警工作受氣候條件的影響，準確性有所波動，伴隨著因特網等信息技術的飛速進步和發展，林場相關資源調配工作中森林火情預警的愈來愈重要。3S 技術及電腦互聯網信息技術系統是現階段林場相關資源火情預警層面的主流解決方案。許多林場的相關火情預警通常是借助神經網絡的解決方案來研究森林火情蔓延及自然環境要求的相關聯系，火情現場的相關火災各項參數是使用GPS 方法來收集的，并且對于火情現場的區域進行調控，而在空間層面的研究是以GIS 方法為主流方案，采用該方法對于火情現場的周邊環境要素實施采樣，并且用VLBP 神經網絡系統方案在Matlab 程序上進行模擬運算[1]，經過計算得出林場火情風險預測方面的狀態方程，隨后依據林場火情風險狀態模型和林場火情蔓延狀態模型進行構建風險狀態模型，并且相關模型計算方案是采用神經網絡相關方法對于非線性相關聯系特性的較為準確的評估功能，而非先驗性質的概率統計類模型，因此通用性較好。

現以某自然保護區的林場為例進行說明，在針對該林場的相關林業資源的分布狀態實施相關研究的過程中，需要充分考慮林場內相關植被的易燃屬性。用常見的亞熱帶常綠闊葉林和北亞熱帶常綠落葉/闊葉混交的林場視為燃燒屬性的分量，隨后綜合運用相關指標針對此類樹木類型的燃燒屬性進行相關評估和計算，對各類樹種的燃燒層級實施區分，把不同等級的小范圍植物區域和其占據的百分比進行集中統計，根據實際林區的經營健康狀況，采用GIS方法繪制林場的燃燒風險等級區域分布圖形，林場相關資源防火方案能夠使用的形式有林地肥力修復、火情隱患等級減弱等，而火情預警的常規方法則為室內測定方法、經驗推斷方法、野外綜合實驗方法以及數學計算方法等手段。

2.1 遙感視頻信息顏色顯示和色域值的選取

常規的三維信息構造分為2 類。格柵信息構造及空間矢量信息構造，遙感視頻信息是格柵圖形格式。為了實現顏色顯示區間規范化的目的，其所有像素能用紅、綠、藍3 個值顯示，色域值：（0～255）。能夠依據實際需要對各類顏色進行轉換。比如：光強參數I=（B+G+R）/3，色彩飽和度S=1-3min（B，G，R）/（B+G+R）。

2.2 圖斑顏色數據的選取

圖斑內部平均像素值能夠經由GIS 獲得，GIS 是根據地理信息為依據，具備地理圖像及空間捕捉功能的信息管理體系，該體系能夠體現出圖斑和像素元的空間包括關系。

3 林區森林火災檢測中遙感技術的廣泛使用

林區森林火災的監測方法是使用相關消防知識及手段，傳達研究林區火災狀況產生的可能性的進程，監測是使廣大人民群眾可以明確認識到科學技術的進步及人們日常對林區火災的認知程度提高對于林區火災撲救的關鍵性。例如，在林區火災的監測進程中，采用空中噴灑滅火、巡察防護、偵測空降機降滅火等過程中會運頻繁使用飛機。林區火災監測系統、滅火系統等就會大量使用互聯網科技進行消防作業，與此同時也在林區火災模塊化監測中被廣泛使用。

林區火災消防相關部門可以使用遙感技術傳達林區火災現場數據，相關消防救援人員就能夠依據這些數據信息來下發科學合理的滅火命令。林區相關消防救援人員最重視的即為使用遙感技術對林區火災和火災周邊環境變化實行合理有效的監測。假如林區火災區域過大，使用飛機監測火災及人工監測的方式，既會使救援成本大幅增加，也會導致救援過程復雜低效，特別是非常不便于監測分析盲區的林區火勢。微機系統會依據衛星遙感技術針對林區火災實行研究，為林區消防救援人員提供非常清晰的火災數據信息。森林防火預警遙感系統，如圖1 所示。包括主要包括衛星遙感監測、航空遙感監測及和地面遙感監測3 個部分，該系統的優勢為使用簡便、遙感數據分辨率高、能夠及時對火情災害預警、能夠出動到人員難以到達的偏遠區域完成數據獲取任務。

圖1 森林防火預警遙感系統

經對比在林區火災監控中比較普遍的兩類遙感解決方案NO-AA/AVHRR、EOS/MODIS，國內現階段一般使用美國NOAA 氣象衛星進行監測林區火災，該類衛星的參數源是覆蓋整個地球的，是一類無償遙感參數源，其特征是高密度、短周期、時相多動態遙感方式，可以最大限度地為林區森林火災提供及時有效的監測作業，但是關于林區火災數據提取來講，該技術的分辨率是一類技術難點。林區火災監測中EOS 衛星有著非常廣泛的使用前景，該衛星既可以有效監測地球表面的溫度及濕度，也可以直接監測林區發生火災的情況，在林區火災動態的監測進程中，NOAA衛星可以非常高品質的提升林區火災監測的精準程度和定位精度[2]。

4 森林火災電子監控技術應用過程中產生的問題及解決方案

4.1 森林火災電子監控技術應用過程中產生的問題

森林火災電子監控技術的使用對國內森林火災防控領域發揮了關鍵的作用，然而因為其作業條件是在自然環境變化多端的森林環境，因此難免發生問題，而且有關科技水平未能實現非常成熟穩定也可能為森林火災電子監控技術的推廣帶來不利影響，森林火災電子監控技術是一種高新技術裝備，自身的裝配成本比較高昂。除此以外，其監控設備排布在范圍廣闊的森林中，難以安裝，分布范圍較廣，采用的相關技術、人工成本和相關設備等成本較高，因此從安裝困難及預算管控角度，全方位森林火災實現電子監控還存在較大的難度。

4.2 電子監控技術使用問題的解決方案

為了實現更好保護國內森林資源的目的，如果想要普及電子監控技術要從2 個方面著手。1） 盡可能縮減電子線路的排布及瞭望塔的搭建，進而節省建安成本，更多地采用無線網絡連接模式實施數據傳送，在加快傳送速率的基礎上同時節省人力物力。2）如果無法實現全方位監控，挑選適當的區域可以最大限度地監測森林火災，防止過度浪費寶貴的資源。在挑選森林火災監測地點時，需要采用到科學建模方案、電腦空間技術和火情歷史信息等技術數據科學挑選監控地點，確保使用具有代表性的監控地點，提高森林火災監測效果。

5 結語

在現階段林區森林防火監督管控進程中，遙感技術的使用正在日新月異的發展及進步，并且在林區消防作業的全部過程中從始至終都起到非常關鍵的作用。使用遙感技術對森林火災救援進程中的火情進行視頻監控，針對森林火情燃燒規律實行詳細研究及分析，能夠使消防救援人員采取科學合理的滅火命令并且在第一時間發出到達森林火災救援現場，采取正確合理的森林火災撲滅方式有效控制林區火勢。然而在調查火災的時候，森林火災消防救援人員能夠依照遙感衛星傳送的現場照片來推斷著火點及森林火災實際著火區域。