项目背景

　　森林资源是地球上最重要的资源之一，是生物多样化的基础，是人类赖以生存必备可少的资源之一。据2005年全球森林资源评估结果，2005年全球森林面积39.52亿公顷，占陆地面积的30.3%,人均森林面积0.62公顷，单位面积蓄积110立方米，有史以来全球森林已减少了一半，主要原因是人类活动，全球森林从1990年到2000年每年消失的森林近千万公顷。

　　我国资源匮乏，其中以森林资源最为紧缺，国土面积960万平方公里，约占世界总量的7%，人口13亿，约占世界总量的22%，而森林面积仅占世4.6%。 我国森林总面积15894.1万公顷，林木总蓄积量不足世界总量的3%，森林蓄积量为112.7亿立方米，森林覆盖率为16.55%，排世界第142位，人均森林面积0.128公顷，只有世界平均水平的1/5，排世界120位，人均森林蓄积量9.048立方米，只有世界平均水平的1/8。

　　我国现阶段的森林火灾防范大多数采取的措施是宣传教育、由森林防火指挥部安排护林员或其它人员对重点时段、重点区域野外火源进行人工巡查和管理、日常工作防范以护林员进入林区巡护为主、建立灭火扑救队等措施。根据大多数地方的实际情况分析，有限的护林员面对大范围的林区资源进行巡护时，很难做到较大范围的巡查覆盖，而且大多数林区的道路条件不好，到达每个了望塔需要花费较长的时间，无论是巡查覆盖范围还是时效性都不能满足现阶段日益增长的林区人员活动的监护巡查需要。

　　往往实际情况是，每天都在巡护，而因人员活动引起的火灾却时有发生，造成这种情况的原因是基于人工方式林区巡护监看主要缺点有，一是人的眼睛可视的范围较小，即使通过了望塔能够达到的可视距离和范围是有限的无法对大面积的林区资源实现观看，二是护林员训查的路径所覆盖的林区是有限的，巡查路径和时间相对固定，而进取林区的人或者游客无论是路径还是时间都存在很多不确定，可能造成每天都在巡护，而因人员活动引起的火灾却时有发生的情况。

　　基于这些存在的问题进行分析，有效的手段是能够对林区的资源进行大范围、大视野的全天候24小时实时监测，能够对自动发现林区内的有火或者有烟的时候自动报警，并且能够将火点的位置能够定位，通过这种方式可以解决因人工护林造成的森林防火不足的情况。

　　一种有效的解决手段是利用视频监控技术结合智能化的烟火识别技术，对数公里范围内的森林资源进行监测的一种方式，通过智能化的森林防火预警手段，不仅可以实时监看和记录森林资源的情况，同时由于采用了智能化的监测机制，可以通过智能化设备自动完成对森林资源的火灾监测和报警，辅助森林防火监测人员完成对森林资源的自动监测，由传统的人工监测转变为由机器自动监测的智能化科技手段，一旦遇到火灾自动报警，及时通知相关的工作人员的一种先进合理的预警机制，采用这种预警机制可以为现阶段森林防火预警提供一种非常有效的解决方法。

　　系统构成

　　森林防火视频监控系统特点

　　1、远程视频监控以直观，真实，有效而被广泛应用在许多重点防范地区。远程视频监控能在森林发生火灾前及时发现火情，从而起到预防火灾的目的；

　　2、远程视频监控能在森林发生火灾时把现场的图像传回指挥中心，指挥中心通过监视前端摄像机图像指挥调度救火，最大限度的能减小火灾造成的损失；

　　3、远程视频监控能真实记录火灾发生前救火过程中以及救火以后现场的真实情况从而对火灾进行处理，提供有效真实的资料；

　　4、在林区各消防了望塔制高点架设远程热成像可见光双波段天候摄像机（TVC），覆盖半径3公里，观测方圆12 平方公里森林火情。对初发火情，做到及时发现，及时救护。使火灾隐患消亡在萌芽状态；

　　5、远程热成像可见光双波段天候摄像机（TVC）具有极佳的透雾效果，对于雾、霾等恶劣天的防火能力也得到极大的提高。

　　6、从消防了望塔至林区管理指挥中心通过CDMA传输，不受距离限制，不受遮挡，CDMA网络覆盖的地方就可以把前端图像传输至监控管理中心。森林防火消防中心可对火情及现场情况进行实时观察，以便及时了解现场情况协调调度指挥；

　　7、林区监控管理指挥中心能记录火情发生，发展和消灭的整个过程，对以后的火情的预防，治理提供真实有效的直观资料。

　　前端监控点

　　一般设置在林区各消防了望塔制高点上，或者自行安装立柱和高杆，包括红外低照度全天候摄像机、云台控制系统、视频服务器。

　　前端采集部分

　　无线传输系统

　　各监控点通过无线传输系统，将图像传输到林业局或者监控中心，信号传输部分包括wless兼容802.11a标准的电信级无线网桥、高增益天线、高频馈线。无线网络基站由无线网桥和天馈系统构成，高山上没有电源的可采用太阳能电池板或者风力转动架供电，这取决于当地的环境。

　　基本功能

　　（1）自动烟火识别

　　智能图像处理器能够利用烟火识别算法自动检测出监控区域内出现的火情，第一时间发现明火和隐火，并将检测结果通过网络传输系统传送到监控中心。灾后，也可以监控隐火是否完全熄灭。

　　（2）实时视频监控

　　系统实现了对监控区域的实时视频监控，在监控中心的显示终端上能够显示前端实时场景。

　　（3）云台控制

　　智能图像处理器可以控制云台进行360旋转，对监控区域进行多角度监控。

　　（4）视频录像

　　系统管理员可以按照需求指定录像通道的帧率、编码质量、录像空间大小、录像触发方式，系统能自动管理磁盘空间，执行录像任务。

　　（5）地图导向

　　标注前端智能图像处理器安装的精确位置。并且在发生火灾时，可大概指引着火方向和着火点。

　　（6）日志信息

　　前端智能图像处理器产生的运行日志发送到监控中心服务器中。监控中心服务器上实时显示日志信息，按配置要求给出告警。用户可以按输入的条件来查询日志的历史记录和视频录像。

　　（7）扩展功能和系统集成

　　在森林防火智能分析系统设计中充分考虑了模块化和灵活性。监控中心和前端通信、监控中心数据库管理都有软件开发包，监控中心服务器也能做到定制开发集成其它厂商的设备或者扩展系统业务功能。集成商可以将前端设备集成到他们的系统中。

　　热成像能更早发现潜在火源

　　由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，在大面积的森林中，火灾往往是由 不明显的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。而应用红外热成像仪可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确 判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，做到早知道早预防，早扑灭。

　　智能视频分析报警管理平台软件

　　从森林防火的实际需求出发，结合音视频技术、智能火情探测技术、网络通信技术和软件平台技术等，建设基于光电平台的智能网络森林火情监测系统软件。系统 具备自动识别火点、及时报告火点以及精确定位火点的功能，同时具备一定的应急指挥功能，通过全局态势图展现监控区域内的全局态势信息，通过音视频对讲等手 段，实现与前端人员的互联互通，增强防火应急指挥调度能力，为指挥抢险救灾工作争取宝贵的时间。

　　前端智能监控设备包括重型云台（惯性云台）、小型云台（重载云台）、具备高温探测功能的红外热像仪、长焦可见光系统和控制机柜（含海康视频服务器DVS）等；后端应用系统为智能网络火情监测管理系统。传输设备兼容有线和无线两种方式。

　　林火智能分析软件登录界面

　　系统主控界面

　　主控界面包括工具栏、视频显示区、视频工具区、设备列表区、火情检测区、综合管理区、信息窗口区。

　　火情检测区

　　包括PTZ圆形控制盘，可操作八个方位；速度控制拖动条；方位俯仰角度显示；速度自适应选择框；视场和焦距调节按钮；开启检测、暂停检测、解除

　　报警、报警配置、火情定位、图像标定按钮。如下图所示。

　　· PTZ：八个方位按钮当鼠标一直处于点击状态时一直转动，松开鼠标时停止转动（鼠标按下开始调节，鼠标抬起停止调节，对于需要启停的命令均如

　　此处理）；在执行方案或者计划等的时候云台一直在转动，这个时候可以点击圆形控制盘中间按钮让云台停止转动。

　　· 水平速度：拖动调节改变专题东水平方向转动的速度，当选中速度自适应时此范围根据所选视频的视场角决定（例如在自适应状态下选中某个视频，

　　此视频的水平视场角度为35度，则此时水平速度的范围值应该为0~35度/秒）。

　　· 俯仰速度：垂直方向的转动速度，范围：正常情况为0~45度/秒，当选中速度自适应时此范围根据所选视频的视场角决定（例如在自适应状态下选中

　　某个视频，此视频的俯仰视场角度为25度，则此时俯仰速度的范围值应该为0~25度/秒）。

　　· 速度自适应：选择速度自适应时，当前选中哪个视频窗口就以这个视频窗口的视场角进行调节方位和俯仰速度，最大值为一个视场角

　　· 视场：点击“+”增大视场，点击“－”减小视场。

　　· 焦距：调节当前视频对应设备的焦距，点击“+”增大焦距，点击“－”减小焦距。

　　· 开启检测：布防前、暂停检测或者解除报警后，该按钮可用，其它情况下该按钮禁用，点击开启检测转台继续当前暂停的检测，继续执行计划检测。

　　· 暂停检测：正在检测的过程中，可以随时点击暂停检测来停止检测。

　　· 解除报警：在开启检测发现报警时可以点击解除报警来解除当前的报警提示和报警录像，解除报警提示框和报警声音，恢复正常检测。解除报警仅在发生报警时可用。点击“解除报警”按钮之后点击“开启检测”按钮转台继续当前执行的计划检测。

　　· 报警配置：点击报警配置弹出配置对话框，可以配置报警阈值（调节红外灰度值）、报警延时（发现目标之后延迟多长时间再开始报警）和目标最小尺寸，对话框如下：

　　· 报警阈值：范围是0－16000,设定的数值越小，对温度越敏感，检测低温的物体也会报警，数值越大对温度越不敏感，即温度很高时才会报警，所以需要根据实际情况设定合适的报警阈值。

　　· 报警延时：检测到火情时延时多少 秒报警。

　　· 目标最小尺寸：检测目标的最小尺寸，单位是像素。

　　· 火情定位：当发生报警时点击火情定位然后在视频中标记高度（180cm）完成定位，此时地图中显示此报警目标所在位置和距离（小型云台通过红外进行定位）。小型云台红外视频可以实现此功能，可见光无法实现，如果选中的是小型云台可见光视频则此按钮不可用。

　　· 图像标定：点击图像标定按钮时弹出图像标定窗口，用户可以通过云台的红外和可见光标定给算法提高报警显示位置和大小的准确性。小型云台需要进行红外双视场的标定，在每种视场下，均需要保存可见光预置点，标定时基于预置点进行标定。