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东北黑龙江森林防火监控案例
案例介绍

黑龙江森林防火监控案例

         东北:广大的山区,蕴育着丰富的森林,总蓄积量约占全国的1/3,目前仍是全国最主要的采伐基地,1995年木材产量占全国38.4%。农业上从农林区、农耕区、 半农半牧区过渡到纯牧区。水热条件的纵横交叉,形成东北区农业体系和农业地域分异的基本格局,是综合性大农业基地的自然基础。

东北区矿产资源丰富,主要矿种比较齐全。主要金属矿产有铁、锰、铜、钼、铅、锌、金以及稀有元素等,非金属矿产有煤、石油、油页岩、石墨、菱镁矿、白云石、滑石、石棉等。这些资源在全国有重要的地位。分布在鞍山、本溪一带的铁矿,储量约占全国的1/4,目前仍是全国最大的探明矿区之一

在如此广阔无垠的大山区,必须要做好森林防火预警监控,边远的山区也给设备的选用,及适用性造成了很大的困扰。

应东北林业局的要求,我司:深圳市红光达科技有限公司,特为此研发生产了一款超远距离森林防火监控预警系统。

系统应用:

 

一、前端监控设备:主要由重载云台、长焦透雾镜头、红外热成像组成。

1.热成像超温检测系统

在大面积的森林中,火灾往往是由隐火引发,这是毁灭性火灾的根源,而用现有的普通检测方法,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。

自然界中任何温度高于绝对零度的物体,都会不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波,物体表面的温度越高,红外辐射能量就越多,因此可以利用红外辐射测量物体表面的热状态。

热像仪工作在8-14μm,属于远红外波段,正常森林的辐射波长范围为8.5-12.2μm,在热成像仪8-14μm的探测范围之内。目标温度越高,从热成像探测器组件输出的数字信号值越大,即数字图像的灰度值越大,根据此特点,超温检测工作过程如下:图像采集??榻讲馄魇涑龅母呔韧枷袷菪慈肽诖?,图像处理??樵诵谐录觳馑惴?,首先根据目标和背景的对比度计算出原始阈值,再结合用户设定的目标温度等级,计算出二值化阈值,将图像二值化后进行连通域检测,计算出目标区域面积和坐标,在画面上标识出超温区域并通过串口发出报警信息。

由于探测器接收到的红外辐射能量受监控距离和工作环境的影响,被检测目标的温度范围也各不相同,所以为了达到理想的报警效果,可以根据用户的具体使用环境设定被监控目标的温度等级,即目标与背景的温度差别等级。

2.可见光图像检测系统

由于红外热成像仪成像清晰度差,可能存在一定程度上的误报,因此系统又引入可见光图像检测,通过检测火焰的静态特征(颜色)和形态特征(闪烁性)两个特征进行检测。先利用静态特征从视频图像中提取出与火焰颜色相似的区域,再利用形态特征对上面提取出来的区域进行检测,通过视频图像分析算法,检测出火焰产生二级报警信号??杉馍阆窕D馐悠敌藕沤尤氲酵枷窦觳饽??,通过图像采集单元的视频解码电路转换为数字信号后,被基于DSP的图像处理单元处理,根据火灾火焰的图像特性,探测出画面中出现的火焰,加入火焰识别标记后,再通过视频编码电路转换为模拟视频信号输出。由于监测场景不同,火焰所呈现的颜色、状态也会不同。因此,在监测时,可以根据环境要求,调整检测??榈墓ぷ髯刺?,通过设置相应参数阈值,如颜色灵敏度、动态灵敏度等,使检测??榭梢愿既芳笆钡厥侗鸪龌鹧?。

3.云台精确定位系统

由于采用自由扫描路径快速分析技术,对云台运动精度要求相当高。云台精确定位系统采用步进电机,可实现变速功能,步长精确,实现摄像机与热成像仪的水平和俯仰动作,配有高精度编码器,使精度指标达到算法所需要的要求。其主要功能有:对云台电机的运动控制、热成像仪的变倍聚焦控制、热成像仪检测参数设置、可见光摄像机镜头控制、可见光检测参数设置、接收监控中心的控制命令、将报警信号/角度信息等传回监控中心等。

二、无线传输设备

无线数字监控系统采用无线传输设备(包括无线网桥和扩频微波设备),即利用一对无线传输设备,将两个分离的网络连接起来,并通过无线传输设备进行数字信号传输,完全能够保证采用H.263/ MPEG-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输,达到无线视频监控的目的。 

无线网桥采用IEEE802.11b/g/a的无线网络产品支持11、54Mbps及更高的网络带宽,适应于短距离无线传输(距离在30公里内),带宽随传输距离的增加而减少

 

森林防火远程无线监控系统,由林区监控中心、无线传输系统,以及前端监控点构成。前端监控点,一般设置在林区各消防隙望塔制高点上,包括红外低照度全天候摄像机、云台控制系统、视频服务器;各监控点通过无线传输系统,将图像传输到监控中心,无线网络基站由无线网桥和天馈系统构成;监控中心通过无线监控系统,不仅可以获得全面的、清晰的、可录制并回放的多画面现场实时图像,而且还可以对前端摄像机焦距和云台运动进行操作和控制,通过云台的实时角度数据回传,结合GIS 系统可以实现火灾发生点的精确定位,满足当前森林防火的各种要求。

通过远程无线监控系统,森林防火管理中心能实时监控林区火情实况,及时发现火情,起到预防火灾的目的;火灾发生时,该系统能将现场图像实时传回指挥中心,为指挥中心的远程指挥调度提供有力的保障,最大限度地减小火灾造成的损失;该系统能真实记录火情发生、发展和消灭的整个过程,为火情的预防、治理提供真实有效的历史资料。

    此项目已成功验收!

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