據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上95%的森林火災(zāi)屬于中度和弱度，較易控制和撲救,只有5%的森林大火和特大火災(zāi)很難控制和撲救，預(yù)防森林火災(zāi)，不僅要依靠建立嚴(yán)密的應(yīng)急機(jī)制、強(qiáng)有力的指揮系統(tǒng)，組織訓(xùn)練有素的撲火隊(duì)伍，同時(shí)也可依靠先進(jìn)的視頻監(jiān)控及預(yù)測(cè)報(bào)警的設(shè)備，防患于“未燃”。

　　■ 文/鄧朝輝

　　據(jù)新華社報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月10日，美國(guó)加州杰克遜市一山林發(fā)生大火。9月13日繼續(xù)肆虐，侵襲超過(guò)155平方公里土地，致4名消防員受傷、數(shù)千名居民撤離，大火使原本綠樹覆蓋的內(nèi)華達(dá)山幾乎變成一座“禿山”，摧毀了不計(jì)其數(shù)的建筑物。

　　為了防止此類事件的再度發(fā)生，為此無(wú)論國(guó)內(nèi)、國(guó)外都在預(yù)防、減少和控制森林火災(zāi)方面做了大量的工作。為了貫徹“預(yù)防為主，積極撲救的方針”，真正做到早發(fā)現(xiàn)，早解決，很多國(guó)家都采用先進(jìn)技術(shù)，用高科技手段來(lái)加強(qiáng)森林防火工作，在最短的時(shí)間內(nèi)作出決策和調(diào)度，從而為森林滅火贏得寶貴時(shí)間，最大限度地減少損失是森林防火管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　基于森林防火的實(shí)際情況，森林防火可利用熱成像攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)森林火險(xiǎn)的早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防。

　　熱成像技術(shù)是什么?

　　熱成像技術(shù)是利用了人眼無(wú)法感知的紅外波段的電磁波來(lái)進(jìn)行探測(cè)。自然界中凡是溫度超過(guò)絕對(duì)0℃(-273.15℃)的物體都能產(chǎn)生熱輻射，通過(guò)接收物體發(fā)射的紅外熱輻射，將被測(cè)目標(biāo)物體表面的紅外輻射轉(zhuǎn)變成可視化的“熱圖像”，由于不同物體甚至同一物體不同部位輻射能力和它們對(duì)紅外線的反射強(qiáng)弱不同。利用物體與背景環(huán)境的輻射差異，以及景物本身各部分輻射的差異，熱圖像能夠呈現(xiàn)景物各部分的輻射起伏，從而能顯示出景物的熱能分布狀態(tài)。

　　紅外熱成像攝像機(jī)無(wú)需任何光照，依靠物體自身輻射的紅外熱能即可清晰的成像，可適用于任何光照環(huán)境，不受強(qiáng)光影響，無(wú)論白天黑夜都可清晰地探測(cè)和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，識(shí)別偽裝及隱蔽的目標(biāo)，因此可真正實(shí)現(xiàn)白天/黑夜24小時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，利用長(zhǎng)波紅外穿透能力強(qiáng)，大氣、云霧煙塵等會(huì)吸收可見(jiàn)光和近紅外線，但是對(duì)于3～5微米(中波紅外區(qū))和8～14微米(長(zhǎng)波紅外區(qū))的熱紅外線卻是透明的，因此傳統(tǒng)攝像機(jī)很難在云霧密布的環(huán)境下拍攝到清晰的圖像，而熱成像攝像卻能有效穿透大氣、云霧等環(huán)境拍攝出清晰的圖像，可有效解決霧霾天氣下的監(jiān)控需求。

　　同時(shí)熱成像攝像機(jī)通過(guò)對(duì)非接觸探測(cè)到的紅外熱能加以量化，能較為準(zhǔn)確測(cè)量被攝物體表面溫度，通過(guò)對(duì)被攝場(chǎng)景的熱能分布和溫度分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境或物體的異常診斷。可追蹤場(chǎng)景或區(qū)域高溫目標(biāo)，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)可發(fā)出報(bào)警。

　　熱成像森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)基于“測(cè)溫預(yù)警型熱成像+高清可見(jiàn)光”數(shù)字音視頻遠(yuǎn)程雙向傳輸、地理信息系統(tǒng)、太陽(yáng)能供電等多種高新技術(shù)，是一套能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)林場(chǎng)火情隱患或突發(fā)火情，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警的系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)的建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)林業(yè)防火業(yè)務(wù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化，實(shí)現(xiàn)信息的規(guī)范管理及共享。系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情后及時(shí)上報(bào)準(zhǔn)確告警信息，同時(shí)可提供火點(diǎn)定位功能，為林業(yè)部門的防災(zāi)救災(zāi)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，將傳統(tǒng)的森林防火系統(tǒng)提升到數(shù)字林業(yè)的綜合監(jiān)控管理的高度。

　　系統(tǒng)主要功能和特點(diǎn)：

　　熱成像探測(cè)發(fā)現(xiàn)，“測(cè)溫預(yù)警型熱成像+高清可見(jiàn)光”雙視系統(tǒng)利用先進(jìn)的熱成像技術(shù)和可見(jiàn)光攝像機(jī)的圖像增強(qiáng)技術(shù)，在監(jiān)控中心觀察每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)配置的測(cè)溫預(yù)警型熱成像發(fā)現(xiàn)林火目標(biāo)自動(dòng)報(bào)警、定位、鎖定跟蹤火源移動(dòng)。

　　熱成像自動(dòng)鎖定高溫點(diǎn)

　　熱成像自動(dòng)鎖定高溫點(diǎn)，同時(shí)也得到高清晰度攝像機(jī)傳回實(shí)時(shí)穩(wěn)定的彩色圖像，白天、晚上都能獲得清晰的圖像;采用高清產(chǎn)品，監(jiān)控畫面清晰、色彩還原好，具備透霧、透風(fēng)沙功能，對(duì)森林環(huán)境中的霧、霾、風(fēng)沙具有明顯的穿透效果;具備圖像降噪、夜視增強(qiáng)、日夜轉(zhuǎn)換功能，不結(jié)霧、防凝水，確保外界惡劣環(huán)境下也可以看到較好的圖像。

　　“測(cè)溫預(yù)警型熱成像+高清可見(jiàn)光”雙視系統(tǒng)安裝在同一個(gè)云臺(tái)上，既可以保證兩個(gè)攝像機(jī)監(jiān)視的是同一個(gè)區(qū)域位置，也解決了紅外熱像難以識(shí)別目標(biāo)的問(wèn)題，便于及時(shí)判斷的具體報(bào)警點(diǎn)。

　　前端采集、傳輸與數(shù)據(jù)管理

　　7×24小時(shí)不間斷的“測(cè)溫預(yù)警型熱成像+高清可見(jiàn)光”視頻監(jiān)控和集中錄像，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情或火災(zāi)隱患。還可對(duì)森林砍伐、造林情況、濕地保護(hù)、病蟲害防治、野生動(dòng)物等森林資源進(jìn)行監(jiān)控管理。對(duì)系統(tǒng)采集的熱圖進(jìn)行自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別，通過(guò)圖像配準(zhǔn)的方法識(shí)別出該有效的監(jiān)測(cè)目標(biāo)，保證溫度監(jiān)測(cè)的有效性。

　　自動(dòng)預(yù)警

　　在系統(tǒng)巡航過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)目標(biāo)設(shè)備溫度異常自動(dòng)報(bào)警，報(bào)警信息有文字信息和聲音信息，提示運(yùn)行人員具體的報(bào)警位置狀況信息，以便跟蹤報(bào)警點(diǎn)，確認(rèn)告警情況并排除隱患。

　　前端監(jiān)控點(diǎn)安全防護(hù)和應(yīng)急廣播

　　在每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)架設(shè)安全防盜監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)鐵塔設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)對(duì)前端進(jìn)行音頻廣播。

　　遠(yuǎn)程語(yǔ)音通信

　　省、市、縣三級(jí)監(jiān)控中心同所轄林區(qū)前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向語(yǔ)音通信、及各級(jí)監(jiān)控中心的對(duì)前端監(jiān)控點(diǎn)的語(yǔ)音廣播通信。(覆蓋“省-市-縣-林場(chǎng)”)。

　　專用前端設(shè)備

　　采用野外重載數(shù)字云臺(tái)，具有實(shí)時(shí)回顯位置信息功能，能進(jìn)行火場(chǎng)定位，電動(dòng)三可變長(zhǎng)焦距鏡頭配備遠(yuǎn)程可控濾色片低照度高清晰攝像機(jī)監(jiān)控半徑可達(dá)3-5公里。

　　防雷系統(tǒng)

　　系統(tǒng)具有全面安全的防雷保障措施,確保系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行;平臺(tái)軟件能自動(dòng)識(shí)別、分析定位。

　　二維、三維GIS

　　實(shí)現(xiàn)地圖基本操作功能，通過(guò)各類空間操作和分析方法，通過(guò)二維或三維方式查看山形地勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)森林火災(zāi)的分析預(yù)報(bào)，森林防火工作的動(dòng)態(tài)管理，為防火提供直觀的規(guī)劃和決策支持。

　　火情自動(dòng)識(shí)別

　　當(dāng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)/測(cè)溫預(yù)警型熱成像自動(dòng)巡視中撲捉到林火時(shí)，系統(tǒng)具有的火情識(shí)別功能，可及時(shí)告警并聯(lián)動(dòng)報(bào)警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發(fā)現(xiàn)火情及火點(diǎn)位置。

　　火情報(bào)警聯(lián)動(dòng)

　　一旦火情自動(dòng)識(shí)別模塊判斷出圖像上有疑似火點(diǎn)，立即自動(dòng)發(fā)出報(bào)警、通知監(jiān)測(cè)人員，同時(shí)，也可在 GIS軟件平臺(tái)上，進(jìn)行火情自動(dòng)跟蹤和火場(chǎng)定位，如果確認(rèn)火情，發(fā)出林火報(bào)警信息。

　　報(bào)警信息短信轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)模塊

　　針對(duì)系統(tǒng)探測(cè)出的報(bào)警信息，本系統(tǒng)支持通過(guò)短信息的方式向預(yù)先設(shè)定的電話號(hào)碼發(fā)送報(bào)警信息短信。

　　紅外熱成像在森林防火中的作用

　　紅外熱成像系統(tǒng)通過(guò)接收物體發(fā)射的紅外線，經(jīng)過(guò)一系列的處理，可形成物體表面的熱圖像，并進(jìn)行相關(guān)部位的溫度測(cè)量。主要特點(diǎn)有：

　　穿透煙霧、克服雨霧能力強(qiáng)

　　森林氣候復(fù)雜，雨霧或火焰產(chǎn)生的煙霧往往會(huì)掩蓋初始火情，造成火情加快蔓延而成災(zāi)。紅外熱像儀具備穿透煙霧、克服雨霧的能力，可有效地發(fā)現(xiàn)真正著火點(diǎn)以及火災(zāi)的蔓延趨勢(shì)。

　　抗隱蔽性強(qiáng)，挖掘潛在隱患

　　森林火災(zāi)往往由不明顯的小火苗引起，但很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些隱火;火災(zāi)撲滅之后，可能仍存在地下隱火，容易造成死灰復(fù)燃。

　　全天候監(jiān)測(cè)，不受可見(jiàn)光影響

　　紅外熱像技術(shù)是被動(dòng)接收目標(biāo)物體的紅外線輻射而成像，因此，它不受可見(jiàn)光干擾，不論白天或黑夜，監(jiān)測(cè)效果相同。

　　獨(dú)特的熱能狀態(tài)異常診斷能力

　　紅外熱成像是唯一一種可將熱信息瞬間可視化并加以驗(yàn)證的診斷技術(shù)。熱成像攝像機(jī)通過(guò)對(duì)非接觸探測(cè)到的紅外熱能加以量化，能準(zhǔn)確測(cè)量被攝物體表面溫度，通過(guò)對(duì)被攝場(chǎng)景的熱能分布和溫度分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境或物體的異常診斷。可追蹤場(chǎng)景或區(qū)域高溫目標(biāo)，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)可發(fā)出報(bào)警。

　　此外，測(cè)溫預(yù)警型熱成像可實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量視場(chǎng)中物體的最高溫度，如發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警溫升，可自動(dòng)報(bào)警，并輸出報(bào)警信號(hào)。因此，可提供森林防火早期預(yù)警。在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源，用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。采用紅外熱成像儀，則可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，把火災(zāi)消滅在最初。

　　(作者現(xiàn)任深圳市景陽(yáng)科技股份有限公司市場(chǎng)副總監(jiān)鄧朝輝)