林業局森林防火監測預警應急管理系統
發布日期:2021-05-31來源:admin
一、森林防火行業現狀
現階段,我國林業處在全面實施以生態建設為主、推進現代林業建設的發展階段。森林火災是制約現代林業可持續發展的*嚴重自然災害。做好森林防火工作,事關生態建設全局,事關林業戰略目標的落實。黨中央、國務院對應急管理和防災減災工作高度重視,森林防火業務投入不斷加大,為森林防火行業的發展提供了有力的物質支持。
森林防火是一項復雜的系統工程。盡管科學技術飛速發展,但世界各國對森林大火仍然沒有有效的控制方法。發展森林防火科學技術,是預防和控制森林火災,*大限度減低火災損失的關鍵,也是今后一定時期內普遍關注的問題。通過更加重視高新技術的發展,將衛星遙感、紅外、航空、GIS、GPS、物聯網、大數據、人工智能等現代技術廣泛應用于林火預報、監測、計劃燒除及火災撲救過程中,并發揮越來越重要的作用,是世界森林防火行業技術發展的趨勢。
森林火災具有防范的復雜性和撲救的危險性,森林防火行業必須實行科學設防、科學指揮、科學撲救,并需要強有力的科學技術支撐。森林防火行業應努力做好以下幾方面的工作:
1、 完成全國林火監測網絡建設,積極推動加快基于互聯網、物聯網、5G、無人機、衛星等監測預警通信網絡建設;
2、 開展火險天氣、火險形勢的科學研究和短期、中長期火險預測預報工作,逐步建立全國林火監測預報系統;
3、 建設基于GIS、北斗定位、云計算、大數據、人工智能等技術的森林火災蔓延分析模型,建立火災應急指揮管理系統。
4、 加強遠程精確制導滅火、航空飛機滅火、化學滅火的力度以及森警部隊專業撲火隊的建設,實現撲火機具現代化。
“十四五”時期,我國林業要加快推進功能多樣化、經營科學化、管理信息化、裝備機械化、服務優質化,為到 2050 年基本實現林業現代化奠定堅實基礎。通過不斷提高森林防火行業的科技含量,加強信息技術在森林消防中的廣泛應用,逐步使我國的森林防火工作向科學化、現代化發展,力爭跨入世界先進行列。
二、國家對森林防火的重視
十八大以來,黨中央、國務院更加重視林業,習近平總書記對生態文明建設和林業改革發展作出了一系列重要指示批示,特別指出,林業建設是事關經濟社會可持續發展的根本性問題。在2016 年 1 月 26 日中央財經領導小組第十二次會議上,習近平總書記強調,森林關系國家生態安全,要加強森林生態安全建設,著力推進國土綠化,著力提高森林質量,著力開展森林城市建設,著力建設國家公園。
黨的十九大報告站在中國發展新的歷史方位上,論述了大力推進生態文明建設的偉大意義,對加快生態文明體制改革、建設美麗中國進行了全面部署。報告將“美麗中國”確定為新時代社會主義現代化建設的重要目標,成為社會主義現代化建設的戰略任務之一。
圍繞保生態守紅線、興林富民惠民,黨中央、國務院制定出臺了一系列政策措施,每年中央 1 號文件和2015 年中央 6 號、12 號、25 號等重要文件,著重強調或專門部署了生態文明建設和林業改革工作,有力推動了林業發展。
2021年1月,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于全面推行林長制的意見》,并發出通知,要求各地區各部門結合實際認真貫徹落實。
2020年10月26日國辦函【2020】99號文國務院辦公廳印發了《國家森林草原火災應急預案》,對森林草原防火工作提出具體應急管理要求。
森林火災突發性強、破壞性大、危險性高,是全球發生*頻繁、處置*困難、危害*嚴重的自然災害之一,是生態文明建設成果和森林資源安全的*大威脅,甚至引發生態災難和社會危機。我國總體上是一個缺林少綠、生態脆弱的國家,是一個受氣候影響顯著、森林火災多發的國家。
2016年國家林業局組織編制了《全國森林防火規劃(2016―2025 年)》,提出了今后一個時期森林防火發展的總體思路、發展目標、建設重點和長效機制建設,用以指導全國森林防火工作。本規劃涵蓋全國2675 個有森林防火任務的縣級行政單位,重點實施預警監測系統、通信和信息指揮系統、森林消防隊伍能力、森林航空消防能力、林火阻隔系統、防火應急道路等六大建設任務,建立健全森林防火長效機制,提升森林火災綜合防控能力,實現森林防火治理體系和治理能力現代化。
三、森林防火存在的問題
(一)、面臨的嚴峻形勢
1、氣候變暖,極端天氣增多,全球進入森林火災高發期
森林火災風險加劇。世界氣象組織 2015 年發布報告,過去十年是歷史上全球*熱的十年,2015 年全球平均溫度超過上世紀平均值 0.85 攝氏度,全球氣候變暖趨勢仍在持續,高溫、干旱、大風等極端天氣增多。
據氣象部門研究,我國遭受干旱天氣的范圍有明顯增加趨勢,尤其是華北和西南氣候干旱趨勢加強,森林火災明顯增多,大興安嶺林區夏季雷擊火頻發。據專家預測,未來十年全球氣溫仍將繼續攀升,極端氣候事件增多,對森林防火極其不利。
2、森林資源日益增長,林內可燃物載量持續增加,我國進入森林火災高危期,森林防火壓力加重。據第八次全國森林資源清查顯示,我國森林資源進入了數量增長、質量提升的穩步發展時期。與第七次森林資源清查結果相比,森林面積由 1.95 億公頃增加到 2.08 億公頃,凈增 1223 萬公頃;森林覆蓋率由 20.36% 提高到 21.63%,提高 1.27%;森林蓄積由 137.21 億立方米增加到 151.37 億立方米,凈增 14.16 億立方米。據預測,到 2020 年,我國森林面積將達到 2.20 億公頃,森林覆蓋率提高到 23.00%,森林蓄積增加到 165.53 億立方米。隨著森林資源總量不斷增長和停止天然林商業性采伐,重點林區可燃物載量持續增加,部分地區每公頃已經高達 50~60 噸,遠遠超出國際公認的可能發生重特大森林火災 30 噸臨界值,容易引發重特大森林火災。同時,我國森林資源的質量不高,每公頃蓄積量只有世界平均水平131.00 立方米的 69%,人工林每公頃蓄積量只有 52.76 立方米,齡組結構不合理,中幼林面積比例高達 65%,森林自身抗火能力較差,一旦發生火災,將會造成森林資源重大損失。
3、受傳統習俗和多種經營活動影響,野外用火增多,我國仍處于森林火災易發期,森林防火難度加大。我國林農交錯現象比較普遍,受傳統生產方式和祭祀習俗的影響,“燒荒”、“燒秸稈”、“燒地頭”等農事用火大量存在,春節、清明節等節日上墳祭祖、焚香燒紙、燃放煙花爆竹等現象比較普遍,林區野外火源管理難度大。隨著集體林權制度改革的逐步深化和國有林區、國有林場改革的全面實施,林區各種經營活動日趨活躍,林下種植規模擴大,森林旅游發展迅速,進入林區的人員逐年增多。2015年全國森林旅游游客量 10.5 億人次,“驢友”戶外運動 2 億人次。這些因素相互交織,野外火源管理極其困難,火災隱患不斷增加,森林防火的管理難度加大。
(二)、存在的主要問題
1、森林防火能力急需進一步提升
預警監測體系不夠完善。缺乏統一的森林火險監測預警應急指揮平臺,火險要素監測站密度低,建設標準不統一,缺乏雷擊火監測預警、火情蔓延分析,系統適用性不強,設施設備難以適應極端氣象條件,設備運行維護管理不到位。林區瞭望塔數量不足,配套生活設施簡陋,林火視頻監控系統應用水平不高,火情瞭望覆蓋率僅為 68.1%。衛星林火監測時效性不高,空間分辨率僅為1 公里,識別能力有待提高。防火信息化水平較低。林區現有防火通訊覆蓋率僅為 70.0%,存在較大盲區,衛星通信、機動通信保障能力不強。有線基礎網絡建設滯后,難以滿足語音通信、火險預警、圖像監控、視頻調度、信息指揮等防火業務工作的需要。森林防火指揮中心設施設備老舊,兼容性差,建設標準不統一,“信息孤島”現象突出,難以實現互聯互通。
森林消防隊伍能力不足。專業隊伍建隊標準不高,管理體制不規范,人員年齡結構不合理,保障機制不健全,營房、訓練場所、滅火機具等基礎設施設備標準低、裝備差、數量不足,大型裝備、以水滅火設施設備匱乏,撲救森林火災的綜合能力急需提升。森林航空消防供需矛盾突出。森林航空消防飛機機源總量不足,機型單一落后,缺少載量大、續航能力強的大中型飛機,航空直接滅火能力不足。航站數量少、密度低,發展不平衡,基礎設施薄弱,專業人才缺乏,保障能力不強,森林航空消防的優勢需要進一步發揮。
林區道路和阻隔系統建設嚴重滯后。國有林區路網密度僅為 1.8 米/公頃,不足世界林業發達國家的 1/10?,F有道路路況差,橋涵毀壞嚴重,通行能力不足,嚴重制約撲火隊伍快速機動能力。林火阻隔網密度僅為 3.7 米/公頃,沒有形成有效的林火阻隔網絡,容易蔓延成大面積森林火災。
2、森林防火體制機制急需進一步完善
森林防火責任落實不到位。各級政府、森林防火指揮部成員單位、森林經營主體責任不明晰,森林防火部門監督不到位?;鶎由址阑鸾M織機構不健全,專業人員嚴重不足,專職指揮制度未能全面落實。責任追究制度尚不健全,相關責任人得不到追究。
經費保障機制有待完善?,F有投資規模難以完全滿足森林防火發展需要,森林防火基礎設施建設沒有完全納入地方政府國民經濟發展規劃,森林防火經費保障機制有待完善。地方項目建設配套資金到位率低,維護運行經費不足。政府購買服務的機制還沒有全面建立推廣。
科學防火體系有待健全??萍挤阑饎撔乱庾R不強、科學管理水平不高,森林防火科研能力不足,成果轉化和先進技術應用程度不夠。森林防火宣傳教育、可燃物和火源管理、滅火技術和手段、滅火機械研發、無人機和衛星應用、森林防火標準化等方面有待進一步加強。
依法治火力度有待加強。一些地方貫徹落實《森林防火條例》不到位,火源管理制度、火險隱患排查制度、森林防火考核和獎懲制度等配套規章制度不完善。林區社情民情復雜,森林防火法治意識淡薄,違規野外用火難以控制。執法體系不健全,執法力量不足,森林火災案件查處難度大,警示震懾作用發揮不夠。
**章 解決方案
一、解決思路
建設“數量配置合理、技術優勢互補、多源信息融合”的森林火情預警監測網絡;建立針對不同地理環境、林分結構、氣候特征的火情蔓延、雷擊火探測、爆燃預測等火險預報模型,建設一套以物聯網、多波段圖像融合技術、大數據技術、人工智能技術多學科相結合的林區火情早期智能預警分析系統;設立數據處理中心和監測預警應急指揮平臺,提高地面監測站點覆蓋率,結合長航時、大負載航空裝備數量,實現對森林高?;痣U區地域和時域雙域無死角覆蓋。
雷擊火監測預警:考慮到東北地區雷擊火多發,雷電發生既有偶發性也有規律可循,空中雷電只有落地雷擊才有可能引發林火,林木雷擊火是否會引起蔓延還同通雷電發生時的氣象條件緊密相關,需要采用熱探測、聲探測物理探測手段和大數據智能分析來進行探測與判斷。針對森林雷擊火的雷電監測定位包括雷電探測、雷電定位、雷電信息分析,既可對云地閃進行定位,也可對部分云閃進行定位分析。通過空中雷電進行有效監測和準確預警,可以有效的減少雷電帶來的林火災害和損失。
防火監測網絡建設:通過依托林區現有瞭望塔,建設覆蓋林區的無線監測網絡,解決林區森林防火視頻、人員、車輛等的通信需求。
卡口智能監控建設:通過在21個林政防火檢查站建設智能卡口監控,對進入林區的人員數量、車輛數量、車牌號碼等進行監控管理,自動對車牌和人臉進行自動識別,特別是對大型/重型機械進行重點監控,對亂砍、亂伐、盜獵等違規行為實時監控,并為日后追責提供依據。
高點多光譜監測建設:選擇適合東北極寒氣候的監測監控設備,建設秒級掃描周期能力的快速響應視頻監測預警系統網絡,遠距和近距相結合、高低端設備合理配置,實現對林區高精度視頻成像、火源蔓延分析、大數據智能分析預警,從而有效維護森林安全。
單兵移動巡邏建設: 單兵巡邏設備采用三防設計,可在雨中工作,1.5米防摔。支持集群對講,視頻對講,視頻實時回傳,一鍵報警,APP安裝,即時定位等功能,更便于撲火隊員集體執行任務時的指揮、聯絡、調度。單兵可與后端平臺對接,能夠實現護林員管理和護林員崗位監督功能。
車載移動巡邏建設: 車載動態巡邏對現有森林防火與治安監控的一種靈活性、機動性擴充,通過提高巡邏人員的技術裝備,實時記錄巡邏人員的一線巡邏情況,利用無線傳輸網絡,將音視頻圖像實時傳輸到監控中心,結合GIS/GPS系統,實現監控中心統一管理和指揮。
無人機高空巡航建設:采用高空長航時、高負載,低空適航性好的有人及無人飛行器,搭載多光譜吊艙,實現對重點林區防火期定期火情航空監測,發現火災隱患時遠程火情排查與火情定位,火災發生時對火情實時視頻直播,協助救援指揮和應急管理。
精確制導滅火建設:利用軍用技術開發森林滅火導彈,滅火導彈系統具有高精度紅外制導,采用高精準、中遠程、低成本制導火箭彈原理實現遠程滅火。在火災初期可以根據監測系統定位,結合無人機復核火源位置,遠程滅火導彈系統快速有效撲滅火源,做到迅速、高效、短時撲滅火源。實現在森林滅火中“三早三打”原則,“早發現”、“早出動”、“早撲滅”, “打早”、“打小”、“打了” 。
監測預警指揮平臺建設:通過利用多光譜監測技術,提升視頻監測裝備的先進性和可靠性,利用煙霧識別技術、透霧霾技術、抗低溫技術、電池長續航技術等,降低虛警誤報率,強化系統對地下火、地表火、雷擊火的預警能力;通過系統對林區人、車、動物的監控,建立一套基于大數據、物聯網技術的人工智能監控預警系統;建立林火蔓延分析模型,對火災發展蔓延進行分析,為火災撲火方案提供支撐;完善預警響應機制,深度結合物資、人員、車輛、路線等信息,為滅火提供數據支撐;建立監控中心到各個場站,指揮中心到人員、車輛、無人機、各滅火裝備的可視化應急指揮聯動體系,實現火災滅火的空地一體化聯動體系。實時推動森林火險預測預報應急指揮一體化建設,做到“**時間發現火情、**時間預警、實時提供精準和有效決策信息,**時間撲滅火源”,提升林火監測預警應急管理系統的“智能化、信息化、網絡化”水平。
二、建設必要性
近年來森林防火工作雖然做了大量的工作,但從總體上看還處于預防上死看死守,撲救戰術和指揮憑老經驗,森林防火工作中一些深層次矛盾尚未得到根本性解決,特別是在改革開放和建立社會主義市場經濟的新形勢下,森林防火工作面臨很多新情況和新問題,任務越來越重,要求越來越高。森林防火工作面臨的形勢依然十分嚴峻。
一是林業地位日趨重要,森林防火工作任務越來越重。
二是氣候條件變化異常,對森林防火工作十分不利。*近幾年,高溫、干旱、大風或極端低溫凍害等異常天氣明顯増多,全球森林火災頻繁發生。根據氣象部門預測,由于我區夏、秋冬季的降水少,氣溫將較常年偏高,冷暖變化幅度較大,高火險天氣將會集中出現森林火險等級居高不下,對森林防火工作十分不利,増加了發生森林火災的機率。
三是林內可燃物増多,發生森林大火的危險性越來越大。近年來,實施封山育林、公益林保護等重點林業工程項目效果顯著,且大部分林區多年沒有發生大的森林火災,林內枯枝落葉雜草等易燃物越積越多。林內可燃物數量逐年増加,隨時都有發生森林大火的危險,且極易釀成大的火災,一旦起火,難于撲救。
四是林區社情林情復雜,火源管理的難度越來越大。
五是基礎設施落后,控制撲救森林火災的能力依然沒有得到明顯改變。多數地方的森林防火基礎設施裝備嚴重不足,現有的設施設備年久失修,難以滿足防撲火的需要。森林防火資金投入不足基礎設施建設滯后,防火滅火的科技含量低。雖然近幾年“森林防火監測” 通訊、阻隔系統所有所改善,但遠不適應新時期森林防火工作的需要。同時,林區全部在離市區較遠的山區,交通不便,通訊條件差,一旦發生山火,很難及時、有效的進行控制和撲救,致使釀成大災,給國家和人民生命財產及森林資源造成巨大損失。而歷年所發生的大的森林火警(災),全是因監測預報系統滯后,通訊聯系不暢,交通運輸、撲火機具陳舊老化,撲火救災行動遲緩所造成的。
加強森林防火工作,建立適應新時期防火要求的林火監測指揮中心、防火物資儲備基地,是保護國家和人民生命財產安全,加快林業發展的需要,是維護林區長治久安,保護社會穩定的需要,是改善生態環境,促進會同經濟可持續發展的需要,功在當代,利在千秋。
三、設計指導思想
? 規范性原則
系統是一個嚴謹的綜合性系統,在系統的設計與施工過程中應嚴格執行各方面的標準與規范,并遵從各項技術規定,做好系統的標準化設計與施工。各配套設備的性能和技術要求穩定可靠,所有的器材應符合國家標準和行業規范。
? 先進性原則
無論是軟件配置,還是硬件選型,力求做到技術先進,安全可靠防范嚴密。
? 兼容性原則
系統設計合理,無論是硬件的匹配,還是系統與特定環境的適應性,都要求有很好的兼容性。硬件方面,要求將來系統升級時對硬件設備能上下兼容,節省投資。
? 前瞻性原則
系統的設計能充分考慮森林防火監測指揮系統的發展需要,能充分適應科技的快速進步,對系統的擴展性預留可持續發展的接口和技術空間。
? 易用性原則
系統在設計時能充分考慮林業系統的行業特點和管理人員的操作習慣,運行過程簡單易行,操作易學易用,監測管理快捷高效。
? 安全與保密原則
系統的設計和設備配置必須保證信息的安全,有較好的數據安全措施,有較強的數據備份和系統恢復功能。系統的數據庫必須分層次和級別、保證數據庫在各種級別保密程度上的查詢訪問,防止信息被任意查詢和破壞,對各種各樣的計算機病毒,系統都應具有高度的免疫力,同時野外設備因具有良好的防盜能力。
? 階段性和可擴充性原則
系統設計應符合統一規劃、階段性實施的原則,充分考慮林火監測的需求和未來技術發展所帶來的系統擴充的需求,預留足夠的接口空間,可滿足以后的軟件升級及設備擴容,應留有向上級森林防火指揮中心傳輸監測圖像和控制權的接口。
四、建設目標
1. 實現無人值守和高效管理
傳統的視頻監視方式依靠值班員24小時輪流值班,晝夜監控和判斷各個監視點傳來的現場視頻圖像,為了有效解決傳統視頻監視方式的人員長時間監控易疲勞、人員管理和工作效率等問題、需要將傳統的視頻監視方式與煙火自動檢測、識別和報警軟件監測方式相結合,實現無人值守和高效管理。如下圖所示。
煙火自動識別
2. 實現“眼睛”與“大腦”相結合
通過傳統的視頻監視方式,將林區各個監視點的視頻圖像傳到控制中心,再通過煙火自動檢測、識別和報警軟件自動識別出火點并發出報警信息 --- 這只是實現了“眼睛”的功能,如何實時地分析和判斷火點位置、火勢蔓延趨勢?如何動態地分析火情造成的損失?如何有效地協調組織森林防火人員、設施以及實施滅火指揮方案?亦即,上述的“眼睛”功能如果不與后述的“大腦”功能相結合,一則很難有效地利用“眼睛”的實時監測功能,二則難以充分利用森林防火監控指揮管理涉及到的各類資源、進一步提升森林防火指揮管理的總體水平和實現及時有效的滅火監控指揮管理效果。
自動檢測報警
3. 實現“平時”和“戰時”管理相結合
防火監控預警管理是發生在防火應急指揮管理期間之外的、體現在平時或日常的預控性管理,實現預先發現、及早解決和有效預控是加強防火監控管理的另一個重要環節。如果能夠將“平時”的防火監控預警管理與“戰時”的防火應急指揮管理有效地結合起來,將有效地提高防火總體監控管理水平。
4. 實現“滿足當前需求”與“后繼靈活擴展”相結合
考慮到目前防火監控指揮管理系統工程建設的初期需求、投資規模和難以一次到位的分期建設狀況,在防火監控指揮管理系統的總體設計中,將采用具備可靈活接入各類鏡頭、云臺、視頻服務器等硬件設施、可根據發展需求靈活地接入、擴展和并發運行各類林業業務管理應用軟件的平臺架構,在系統功能和系統并發運行性能上,確保實現“滿足當前需求”與“后繼靈活擴展”相結合,實現在初期建設、在滿足當前需求的同時,也為后期的發展建設奠定了可靈活接入、可方便擴展、避免重復建設和信息孤島的可持續發展基礎。
5. 實現“核心技術”與“應用服務”相結合
將基于“雷擊火監測預警”、“林火蔓延分析模型”、“精確制導技術”、“煙火智能識別的森林火災實時監測方法”等30多項完全自主產權的核心技術,與開發各類防火監控指揮管理業務應用軟件和提供防火監控指揮管理應用解決方案結合起來, 通過上述的核心技術提升客戶價值,有效地提供防火監控指揮管理系統建設的全過程應用服務。
經過對目前技術情況的調查了解,通過多方比較,結合防火的特殊性和實際需要,設計一套經濟、實用的森林防火智慧應急管理平臺方案,對林區自動化、智慧化實時瞭望觀察,做到早發現,早撲滅,減少資源損失,降低防火工作難度,提高林業管理效益。
l 通過林區的網絡建設,實現各個瞭望塔、巡邏人員、巡邏車輛、無人機的通信網絡,實時進行遠程音視頻數據通信。
l 發生火災時把現場的圖像實時傳回指揮中心,指揮中心通過監視前端攝像機、移動單兵、移動巡邏車、無人機的回傳音視頻通訊信息指揮調度救火,*大限度的減小火災造成的損失。
l 能真實記錄火災發生前,救火過程中以及救火以后現場的真實情況,從而對火災進行處理,提供有效真實的直觀資料。
l 通過安裝紅外熱成像、可見光攝像系統全天候監控林區,做到晝夜半徑3-7公里內,觀測火情、對初發火情,做到及時發現、及時救護,使火災隱患消亡在萌芽狀態。
l 從瞭望塔設備安裝點的圖像傳輸到森林管理指揮森林防火消防中心可對火情及現場情況進行實時觀察,以便及時了解現場情況協調調度指揮。
l 林區監控管理指揮中心可以對前端設備進行長焦、廣角控制;對云臺進行上下、左右控制、設置各種特殊位置的預置位,做到重點區域重點設防。
l 設備紅外線防盜功能、實時探測有無入侵破壞行為,并能做到語音警告和取證功能,保護設備投資的安全性。
l 系統具有多路畫面實時錄像,多路畫面實時顯示,圖像壓縮質量設置,錄像存儲,用戶管理等功能。
l 接入GIS地理信息系統,將林區地形地貌、植被情況、監控點信息、分布狀態等信息數字化處理,實現地圖點與實際目標的一致,做到火情聯動、視頻切換等功能,同時可作為植被管理、輔助決策的重要手段。
l 山上需要24小時不間斷供電,滿足所以設備用電需要,根據目前技術條件設計采用風光互補供電系統,保證山上不具備布線條件的監控點設備不間斷供電,正常工作;
l 在有災難發生時系統可以與防火指揮車及移動救援系統對接,通過移動圖像采集把現場情況傳輸各級指揮中心。
第二章 總體設計
森林防火智能監測預警應急指揮管理系統主要由森林火險預警監測、智能卡口人車管控系統、智能防火監測系統、移動巡邏監測系統、精確制導滅火系統、監測預警應急指揮中心、網絡傳輸系統、森林防火監測預警應急指揮管理平臺等組成。
一、系統設計
針對森林防火和資源管理的難點,依托衛星定位、GIS 技術、互聯網、物聯網、云計算、大數據、人工智能等先進的技術手段,利用前端監控設備、無人機、衛星等采集森林現場數據信息,通過 GIS 地圖、三維模型等新型地理信息系統為載體,匯聚整合各類林業相關信息數據,建立森林防火“一張圖”, 綜合森林時空大數據,建立智能監測預警指揮云平臺。
系統總體設計示意圖
森林防火智能監測預警應急指揮管理系統主要從火險預警、智能管控、火災預警、應急管理、林火蔓延分析、指揮調度、預后處理等建設內容:
1、 采集林區的溫度、濕度、風力、風向、氣壓、降雨、可燃物數據等建立林火因子綜合信息大數據庫,實現對森林防火風險等級預警;
2、 對防火期進入林區人員、車輛進行登記管控和宣傳,提升森林防火宣傳效果和管控能力;利用多光譜攝像機對森林進行遠程實時視頻監控、測溫管理;
3、 通過對采集的可見光、紅外測溫數據進行人工智能分析,對現場發生的煙火進行預警、報警;利用移動單兵、車載、無人機對林區進行固定點無法覆蓋區域的靈活性補充巡邏,實現對林區全覆蓋監測監控;
4、 利用GIS地圖、三維地圖建立林區物資、人員、車輛、滅火裝備等的綜合信息系統,為應急指揮救援提供數據和方案支撐;
5、 建立符合東北林區環境的火災蔓延分析模型,建立深度學習智能分析算法,為火災提供火災蔓延趨勢分析服務;
6、 建立通信指揮體系,讓移動單兵、車載、無人機、各消防滅火隊伍與監控指揮中心形成一體化通信體系,保障指揮部到各單位、人員通暢的通信保障;
7、 建立精確制導滅火系統,輔助火災初期和火災發生時對火源的遠程撲滅,防止火災的蔓延;
8、 建立預后評估體系,災后通過無人機對災后現場進行航拍結合GIS地圖得到預后評估報告,評估火災的復燃概率,對火災破壞情況進行智能評估。
二、系統架構
森林防火智能監測預警應急指揮管理系統的總體架構如下圖所示: