森林防火監測預警云平臺建設技術解析

宋希明，高海俊，董強強

（1.烏蘭察布市野生動植物和濕地保護管理站 內蒙古，烏蘭察布 012000；2.烏蘭察布市集寧區森林草原防撲火大隊 內蒙古，烏蘭察布 012000；3.烏蘭察布市禁牧工作辦公室 內蒙古，烏蘭察布 012000）

森林火災具有很強的突發性和破壞性，火災處理難度比較大。在森林中不斷蔓延和擴展林火勢，將會引發嚴重的經濟損失和人員傷亡等問題，還會嚴重污染生態環境。本文分析了森林防火監測預警云平臺建設技術，綜合利用物聯網和移動互聯網以及云計算等技術，提升森林防火監測預警工作的智能化水平。

1 森林防火監測預警云平臺建設的必要性

發展森林資源，可以改善我國的生態環境。持續增加森林資源，也持續增加了林區可燃物載量，如果發生火災，將會造成嚴重的災害。我國近些年快速發展森林旅游，因此林區人員數量不斷增加，因為野外火源管理難度比較大，不斷增加火災隱患，也因此增加了森林防火監測預警監測的難度，很容易發生重大的森林火災[1]，我國森林防火監測預警工作不夠完善，防火設備設施和監測預警方法不夠先進，因為火災發生率比較高，將會引發較大的經濟損失，嚴重流失我國的森林資源，導致生態環境被破壞，同時突出了我國森林防火預警預報手段少和無人區護林巡查不便等工作的問題。在當前森林防火工作中，要注意在火災初始階段及時防治和控制火情，可以提高火災補救指揮工作的準確性，有效減少森林火災損失，進一步提高林草部門的工作能力，高效撲救森林火災[2]。

通過林火監測工作可以及時發現森林火災，并且綜合利用熱紅外成像探測技術和高清可見光視頻技術等，不間斷的探測報警森林火情。因此利用物聯網等高新技術，建立森林防火監測預警云平臺，可以智能化的監控火災，這也是火災防火工作的未來發展方向。

2 森林防火監測預警云平臺總體設計

2.1 架構設計

2.1.1 數據訪問層 數據訪問層負責記錄歷史防火數據和環境監測數據等，通過數據訪問層向服務層提供各種數據，利用高效數據存儲系統高效的訪問數據。

2.1.2 平臺服務層 平臺服務層主要是提供數據服務，可以高效處理有關森林防火的數據，在數據訪問之后進行數據分析，同時可以生成報表和圖件。利用web端和移動端搭建平臺，這一平臺具有共享式開發模式，可以快速搭建應用層業務系統[3]。

2.1.3 平臺服務層負責連接應用層和數據訪問層，高效處理和傳遞數據 服務層可以轉化業務為服務，封裝功能接口之后，應用層可以使用這些服務。系統平臺對外接口為服務接口，利用OGC服務訪問空間數據。利用分布式部署方式，利用分布式服務調度器分布式調動所有的服務，保障數據訪問的高效性。

2.1.4 應用層 利用平臺服務層可以提供數據服務和功能服務等，同時可以建立應用框架，快速搭建森林防火監測預警云平臺各端應用系統。

2.2 設計大數據平臺

基礎設施層涉及到廣泛的內容，例如計算資源和網絡互連等。數據存儲和管理層涉及到文件系統和數據庫等。針對數據分析和可視化計算處理層，可以查詢分析森林數據，還可以實現圖計算等。根據森林數據的表結構和關系函數，快速的統計分析森林數據和預警事件流以及火險火情，根據森林防火預警數據，分析更加復雜的數據結構。利用可視化技術可以展示森林防火預警分析結果。利用交互式可視化技術，可以分析新線索，實現迭代分析工作，在這一工作過程中可以融入自動化因素。

2.3 設計云平臺部署

云平臺部署主要包括一般部署和私有云部署以及公有云環境部署，云平臺利用利用安全認證方式和防火墻，優化系統安全性。利用原始機房部署方式，利用機房服務器連接網絡，連接PC端和移動端以及服務器通訊。在云端部署階段，在云端放置服務器，通過互聯網連接PC端和移動端以及云服務器，減少維護、管理工作的資源投入量。

2.4 設計存儲架構

在森林防火監測預警云平臺中利用分布式存儲架構，發揮出伸縮性功能，同時可以拓展平臺性能和容量。云平臺分布式存儲架構主要包括數據服務器和元數據服務器以及客戶端。利用客戶端發送工作請求，同時可以存儲各類數據局。元數據服務器可以接收管理工作請求，這也是系統核心。利用數據服務器存放各類數據，可以保障數據完整性。

3 功能設計和功能實現

森林防火監測預警云平臺的基礎為計算機基礎，存儲和管理森林資源數據和防火信息，可以快速的采集和校檢森林數據，轉換森林防火資料為數字化信息資源，為森林防火監控工作提供精確性的數據，聯通各級部門森林防火信息，建立森林防火監測預警云平臺，為工作決策提供準確的信息，保障森林防火監測預警效果。

利用森林防火監測預警云平臺，利用Java語言開發web端程序，在Windows操作系統開發過程中利用Android studio開發工具。利用云平臺可以提供云端服務，服務建設獨立的客戶端基礎設施，保障開發環境的穩定性。利用B/S架構可以在服務器中集中核心部分，系統開發和維護工作因此被簡化。在指揮中心安裝瀏覽器之后，即可利用IP地質訪問監控信息，針對不同地區分配不同的賬號權限，不同權限的賬號登錄之后，監控頁面呈現出不同的預警信息。上級單位利用這一平臺可以查看監控預警信息，下級單位也可以利用權限賬號查詢預警信息。利用一個平臺綜合不同權限的賬號，因此建立森林防火監測預警云平臺。

根據區域劃分云平臺的用戶，自治區（省級）用戶權限為最高級，可以利用平臺查看全自治區（省）的森林防火監控預警情況，而盟市級用戶只能看到直轄區域的火災監控預警信息。旗縣級用戶屬于一線單位，獲取的信息更少一些。

為了滿足森林防火需求，利用自治區（省級）用戶監控系統可以全面監控視頻和氣象以及火情等，利用預警系統可以明確預警次數和具體位置天氣級別等。利用統計系統功能，可以統計火情實際情況和森林面積等，利用資源系統可以實現防火物資管理和預案管理以及系統管理等。

在森林區域安裝氣象監測站和可燃因子采集站等設備，可以全面分析林區的氣象情況和可燃因子參數等數據，并且向平臺上傳數據，利用大數據分析技術，明確哪些區域很容易發生火災，準確提出預警。此外通過監測風速和風向以及溫濕度等數據，明確火災蔓延趨勢。

4 結束語

本文分析了森林防火監測預警云平臺建設技術，提高森林防火監測工作的透明度，輔助各級部門落實森林防火工作，有效落實防火工作措施，使林草部門的社會影響力因此提高。