隨著(zhù)森林防火監控預警保護和林業(yè)建設的不斷發(fā)展,林地面積、林業(yè)蓄積量逐年增加,防火任務(wù)日益艱巨。森林火災是林業(yè)重要災害之一。森林火災具有突發(fā)性、災害發(fā)生的隨機性、短時(shí)間內能造成巨大損失的特點(diǎn)。因此一旦有火警發(fā)生,必須以極快的速度采取撲救措施,撲救是否及時(shí),決策是否得當,大都取決于對林火行為的發(fā)現是否及時(shí),分析是否準確合理,決策措施是否得當。為此無(wú)論國內、國外都在預防、減少和控制森林火災方面做了大量的工作。為了貫徹“預防為主,積極撲救的方針”,真正做到早發(fā)現,早解決。采用先進(jìn)技術(shù),用高科技手段來(lái)加強森林防火工作,在最短的時(shí)間內作出決策和調度,從而為森林滅火贏(yíng)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。
由于近年來(lái)龍口生態(tài)建設進(jìn)程加快,森林資源豐富,風(fēng)景旅游區林草茂密,以森林景觀(guān)為主的風(fēng)景旅游區面積不斷擴大,林區可燃物增多,面臨著(zhù)林火隱患和森林火災威脅,防火任務(wù)日益艱巨。森林防火工作仍存在野外火源管理難度大,林區火災隱患增多等薄弱環(huán)節。如何提升森林防火現代化水平,及時(shí)掌握了解各個(gè)林區、風(fēng)景旅游區的現狀,及早發(fā)現火情,將森林火災帶來(lái)的損失減少到最小,是目前急需解決的。
根據龍口森林防火的實(shí)際情況,設計基于熱成像測溫報警及可見(jiàn)光煙火識別報警雙模式森林防火探測系統。利用熱成像原理,通過(guò)接收物體發(fā)射的紅外線(xiàn),將被測目標物體表面的紅外輻射轉變成視頻信號.它接收被探測目標自身輻射的熱能,即長(cháng)波紅外能量,并將其轉換成反映目標特征的實(shí)時(shí)物體表面的熱圖像并自動(dòng)提供輻射能量場(chǎng)的最高溫度值,來(lái)監測火災及其他異常事件,同時(shí)采用煙火識別技術(shù),對隱藏在林下或山背火情進(jìn)行識別報警。并結合現今行業(yè)發(fā)展水平的集成化,網(wǎng)絡(luò )化的紅外熱成像森林防火圖像監控系統的解決方案。
設計原則:技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟實(shí)用、方便管理。本設計以國家、行業(yè)標準作為設計依據,結合我市森林防火的具體情況,充分考慮森林防火系統總體協(xié)調的統一和兼容性,先進(jìn)性、安全性、可靠性及穩定性等方案設計所依據的重要原則。在八個(gè)地域各設立監測點(diǎn),用以監測各個(gè)區域的林區,以達到對森林火災的預警和處理的快速機動(dòng)。
目標自動(dòng)識別管理
對系統采集的熱圖進(jìn)行自動(dòng)目標識別,通過(guò)圖像配準的方法識別出該有效的監測目標,保證溫度監測的有效性。 基于電子地圖的預警指揮系統提供基于3D實(shí)景地圖的GIS信息系統,結合天氣狀態(tài),對火情早發(fā)現、早預報、早撲救,變有災為無(wú)災、變大災為小災(配合平臺軟件)。
防誤報識別系統
所有的火情隱患都基于有效的目標識別,可對監控范圍內的干擾源區域進(jìn)行屏蔽,能有效過(guò)濾霧、霾、雪、云、樹(shù)枝晃動(dòng)等因素造成的環(huán)境干擾,能過(guò)濾建筑、水體、車(chē)輛等熱源引起的環(huán)境變化干擾,能智能識別監控范圍內的工礦企業(yè)、居民點(diǎn)、農電內的煙火等常規火情,避免對上述區域的反復報警,有效的防治了誤報警的產(chǎn)生。
詳細監測目標狀態(tài)管理
建立所有目標溫度狀態(tài)的管理體系,在自動(dòng)巡檢的同時(shí)這些目標進(jìn)行溫度分析記錄。在報警的時(shí)候可以直接輸出告警點(diǎn)的GPS坐標(配合平臺軟件)。
自動(dòng)巡航
采用方位角控制云臺,可以任意設置需要定時(shí)檢測的位置。提供多種方式的自動(dòng)巡航方案,實(shí)現完全自動(dòng)化運行,實(shí)現實(shí)時(shí)的對目標溫度狀態(tài)的巡檢、自動(dòng)預警、自動(dòng)輸出監測記錄等功能。減少了人員巡視次數,提高運行人員工作效率。
自動(dòng)預警
在系統巡航過(guò)程中,如發(fā)現目標設備溫度異常自動(dòng)報警,報警信息有文字信息和聲音信息,提示運行人員具體的報警位置狀況信息,以便跟蹤報警點(diǎn),確認告警情況并排除隱患。
具備靈活多變的通知方式,火情發(fā)生同時(shí)值班室發(fā)出聲光報警,平臺監控畫(huà)面彈出突出顯示,智能手機遠程報警,并發(fā)送手機短信通知。
雙視場(chǎng)監視,輔助識別
紅外熱像儀與高倍變焦可見(jiàn)光攝像機安裝在同一個(gè)云臺上,既可以保證兩個(gè)攝像頭監視的是同一個(gè)設備位置,也解決了紅外熱像難以識別目標的問(wèn)題,便于及時(shí)判斷的具體報警點(diǎn)
自動(dòng)定位:
當發(fā)現火情后,系統應具備報警定位功能,并將報警點(diǎn)在GIS地圖中標識,誤差應小于100米。網(wǎng)絡(luò )帶寬在保證溫度數據、圖像數據同時(shí)傳輸的情況下帶寬不低于3M。豐富的開(kāi)發(fā)支持
實(shí)時(shí)監控
利用建立分布在龍口八個(gè)鄉鎮的監控點(diǎn),獲取覆蓋范圍內林區的監控紅外及可見(jiàn)光視頻圖像,實(shí)現全天候不間斷監控。在正常情況下攝像頭工作在自動(dòng)巡航掃描方式,觀(guān)測人員在監控中心可觀(guān)測到一定范圍內的林木地貌、道路、人員等紅外及可見(jiàn)光視頻圖像,系統可進(jìn)行全程錄像,若遇異常情況,發(fā)生火情自動(dòng)停止巡航,并對準火情目標。云臺支持停止后五分鐘內自動(dòng)巡航功能。工作人員可及時(shí)將紅外及可見(jiàn)攝像頭從自動(dòng)狀態(tài)下轉為手動(dòng)狀態(tài),并對相關(guān)目標進(jìn)行跟蹤、定位、放大(可見(jiàn)光),以便仔細全面地進(jìn)行觀(guān)測分析。
動(dòng)態(tài)監控
在有、無(wú)線(xiàn)傳輸系統的支持下,將紅外及可見(jiàn)光視頻圖像及其它信息實(shí)時(shí)、同步傳輸到監控中心,實(shí)現真實(shí)觀(guān)測森林區域的動(dòng)態(tài)情況。
超溫自動(dòng)報警
實(shí)時(shí)自動(dòng)測量視場(chǎng)中物體的最高溫度,超過(guò)系統設置報警溫度自動(dòng)報警,并輸出報警信號,實(shí)現森林防火早期預警。
煙火自動(dòng)報警
實(shí)現在巡航過(guò)程中,對采集的視頻圖像進(jìn)行分析報警,發(fā)現煙火時(shí),自動(dòng)報警,同時(shí)系統應具備環(huán)境學(xué)習能力,可根據安裝點(diǎn)的位置,進(jìn)行環(huán)境變量調整,提高煙火報警準確率。
森林防火探測預警系統中心監控管理系統、傳輸系統、信號采集系統、供電系統、基礎設施建設系統組成。根據本項目特殊性質(zhì)的特點(diǎn),考慮在監控點(diǎn)與監控中心之間采用光纜連接或者無(wú)線(xiàn)微波傳輸,監控中心能對指定區域進(jìn)行巡視、圖像采集和視頻分析,實(shí)時(shí)進(jìn)行監測區域內火情識別搜索,實(shí)時(shí)防火預警。 實(shí)時(shí)監視、調看各個(gè)監控點(diǎn)的紅外、可見(jiàn)光圖像和錄像資料。監控中心可自動(dòng)或手動(dòng)切換出各監控點(diǎn)該的圖像。
森林防火探測預警系統由五部分構成:
前端信號采集系統、中心監控管理系統、傳輸系統、供電系統、基礎設施建設系統。系統暫設25個(gè)防火監控前端(監控點(diǎn))。在各監控點(diǎn)制高點(diǎn)架設紅外熱成像攝像機及低照度長(cháng)焦距可見(jiàn)光攝像頭各一臺,覆蓋半徑為3-5km,采用市電及太陽(yáng)能給前端設備供電,配備室外全天候云臺及紅外熱成像儀專(zhuān)用防護罩,紅外熱成像儀及可見(jiàn)光攝像頭共用一個(gè)云臺。監控前端的任務(wù)就是負責各個(gè)林區視頻信號采集和控制實(shí)現,包含的其它設備還有:無(wú)線(xiàn)圖像發(fā)送設備、無(wú)線(xiàn)指令接收設備,數字光端機、太陽(yáng)能供電設備;避雷設備等。
中心監控管理系統
監控中心由監控工作站、矩陣控制主機、電視墻、硬盤(pán)錄像機等設備組成,監控工作站的圖像數據接入防火監控專(zhuān)用,系統采用TCP/IP協(xié)議,網(wǎng)內經(jīng)授權的任何一臺計算機均能監控各監控點(diǎn)的信息,系統采用模塊化結構,具有良好的可擴充性,可隨時(shí)增加撤減監控點(diǎn)。 監控中心主要的功能就是:預警、顯示、控制、錄像和視頻數字化、網(wǎng)絡(luò )化。主要實(shí)現視頻信號的圖像顯示、錄像控制,遠程控制、數據壓縮處理、網(wǎng)絡(luò )傳輸、系統控制管理、防火預警及數據庫管理。向指揮調度人員提供全面的、清晰的、可操作的、可錄制、可回放的現場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像,并提供向上級部門(mén)連網(wǎng)功能。
傳輸系統
提供系統互聯(lián)及信息交互的聯(lián)網(wǎng)能力,監控系統的傳輸方式主要有電纜傳輸、光纜傳輸、無(wú)線(xiàn)微波傳輸等。一般來(lái)說(shuō),當攝像頭的安裝位置離監控中心較近時(shí)(幾百米以?xún)龋?,多采用電纜傳輸方式,當攝像頭的位置距離監控中心較遠時(shí),往往采用無(wú)線(xiàn)微波或光纜傳輸方式。本系統考慮到各野外監控點(diǎn)的具體情況,擬采用光纜和無(wú)線(xiàn)微波傳輸方式。
紅外熱成像系統
提供森林防火早期預警信號,自動(dòng)測量視場(chǎng)中物體的最高溫度,超過(guò)系統設定的報警溫升,自動(dòng)報警。
可見(jiàn)光成像系統
提供直觀(guān)準確地現場(chǎng)情況和定位信息,在無(wú)災情期間里,可見(jiàn)光成像系統為森林巡檢增加了遠程視察的能力,在災情發(fā)生時(shí),可見(jiàn)光成像系統能為監控中心提供直觀(guān)的現場(chǎng)信息,以便及早做出有效的應對方案。
穩像平臺控制系統
對監控主機發(fā)出的控制信號進(jìn)行解碼,控制穩像平臺、鏡頭動(dòng)作,操作人員可用計算機、控制鍵盤(pán)等進(jìn)行畫(huà)面的操作和穩像平臺控制等的動(dòng)作。
供電系統
提供系統運行的基本電力保障及突發(fā)情況下的后備電力供應,供電系統根據各野外監控點(diǎn)的具體情況,采用市電及太陽(yáng)能供電方式滿(mǎn)足常規使用及極端情況下的電力儲備和供應。
避雷系統基礎設施建設系統
本系統主要是鐵塔建設和防雷接地,為系統提供安全保障。通過(guò)對現場(chǎng)立地條件(植被、土質(zhì)、交通等)、可監測范圍、海拔高度等基礎條件進(jìn)行勘察自行設計。
(1)新建鐵塔材質(zhì)規格要求:四角鋼架結構,材質(zhì)為Q235—A型鋼,塔頂加防護欄,設置操作臺和避雷針,結構部分全標準聯(lián)接,防腐處理采用熱鍍鋅??癸L(fēng)速:25m/s,抗震:8級以上。
(2)鐵塔基礎及防雷接地:基礎經(jīng)夯實(shí)平整后,鋪混凝土墊層,待其安全硬化后,再綁鋼筋及澆注混凝土;塔基澆至高出地面200mm止。防雷接地沿四周放置,保證實(shí)測阻值小于10歐姆,
通過(guò)紅外熱成像森林防火圖像監控系統,工作人員在監控中心可對八個(gè)地區的周邊半徑3-5公里左右的林區進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監控,能在第一時(shí)間偵察到火情,盡早發(fā)現災情或隱患,及時(shí)處理可能突發(fā)的火災及其他異常事件,并且為災情發(fā)生時(shí)現場(chǎng)指揮提供依據。
報警溫升設置
首先,根據上面對森林火災類(lèi)型的描述,設計的報警溫度對象為地表火,實(shí)際地表火的溫度為400℃,按環(huán)境溫度為30℃計算,溫升可達到370℃。但由于距離、相對濕度和風(fēng)速的影響,熱像儀最終探測的溫升將產(chǎn)生衰減。根據紅外線(xiàn)在大氣中傳輸的規律,并經(jīng)過(guò)測試,在濕度小于85%,風(fēng)速小于3級的情況下,一般在目標溫升在1000米將衰減70%,5000米將衰減90%以上。因此,考慮到現場(chǎng)情況,目標距離在1000米到5000米之間,相對濕度一般小于85%,同時(shí)考慮風(fēng)的影響,報警溫升可設置為40℃左右。報警溫升值遠遠高于現場(chǎng)正常物體的溫升(正常物體溫升一般在10℃以?xún)龋?,可減少誤報警率。
紅外熱像儀鏡頭參數設置
由于紅外能量探測原理,最小的報警區域至少要充滿(mǎn)紅外探測器的四個(gè)像元,有效的報警區域為九個(gè)像元。
系統主要技術(shù)參數
系統在建成投運后應達到如下基本性能:
1.穩像平臺方位角精度:≤0.01度
2.監控中心的監控終端(工作站)圖像控制切換響應時(shí)間< 1秒
3.圖像分辨率達到D1格式(640×512)以上(包括CIF格式)
4.計算機顯示分辨率≥1024×768
5.系統平均無(wú)故障工作時(shí)間MTBF > 3000小時(shí)
6.系統平均維護時(shí)間MTTR<0.5小時(shí)
7.計算機CPU負荷率平均<30%
8.監控畫(huà)面顯示與實(shí)際事件發(fā)生時(shí)間差< 0.5秒
9.事件報警到系統自動(dòng)記錄相應畫(huà)面時(shí)間差< 1秒
10. 提供SDK開(kāi)發(fā)包
基于“數字林業(yè)”思路開(kāi)發(fā)的林火監控平臺,其業(yè)務(wù)范圍涵蓋了森林資源數字化管理、森林防火與應急指揮綜合信息管理、林業(yè)資源動(dòng)態(tài)監測等不同層級的應用軟件模塊,覆蓋了林業(yè)工作的全業(yè)務(wù)范圍,底層還提供包括林業(yè)基礎數據庫和林業(yè)資源數據庫在內的數據管理和業(yè)務(wù)支撐平臺。平臺采用模塊化架構,可以根據用戶(hù)的要求進(jìn)行“積木式”搭建系統,可迅速提供滿(mǎn)足用戶(hù)要求的系統,同時(shí)具有良好的擴展性。
視頻監控管理:
通過(guò)攝像機自動(dòng)或人員手動(dòng)控制巡航,能夠保證7*24小時(shí)不間斷的對重點(diǎn)地區進(jìn)行監控,幫助管理人員在第一時(shí)間發(fā)現火情。
火情自動(dòng)識別:當監控攝像機自動(dòng)巡視中撲捉到林火時(shí),系統具有的火情識別功能,可及時(shí)告警并聯(lián)動(dòng)報警錄像,提醒值班人員察看顯示畫(huà)面,及早發(fā)現火情及火點(diǎn)位置。
火情報警: 一旦火情自動(dòng)識別模塊判斷出圖像上有疑似火點(diǎn),立即自動(dòng)發(fā)出報警、通知監測人員。
火點(diǎn)定位: 發(fā)生火警,平臺自動(dòng)接收角度回傳數據,并聯(lián)動(dòng)GIS電子地圖,進(jìn)行火點(diǎn)位置確認,為決策者提供輔助功能。
指揮撲救: 利用地理信息平臺,火情蔓延、可用資源分析、撲火最佳路徑,態(tài)勢標繪出形象可視化管理和撲救策略。
GIS管理: 系統提供電子地圖管理與服務(wù)功能,地圖數據和相關(guān)信息能在電子地圖上進(jìn)行發(fā)布和瀏覽;可與監控平臺、智能分析系統集成在統一平臺;可根據道路、地名、攝像機編號等條件快速查看對應的地圖信息;提供攝像機數據條件查詢(xún)、檢索查詢(xún);能以地圖為背景給指定攝像機進(jìn)行控制和操作;提供地圖放大縮小、平移漫游、距離測量等等常用功能。
采集來(lái)自前端監控設備傳來(lái)的視頻信息,通過(guò)視頻采集驅動(dòng)將視頻信息轉換成指定的視頻流和圖像,以便進(jìn)行林火圖像的識別;
自動(dòng)接收來(lái)自煙火自動(dòng)檢測軟件傳送來(lái)的云臺碼流,根據云臺碼流采集模塊獲取云臺關(guān)鍵控制參數,解析的云臺的動(dòng)作以及預制位的信息。
林火圖像識別模塊是林火識別報警系統實(shí)現火災探測的關(guān)鍵,它充分利用森林背景圖像與火災、煙霧圖像在光譜特征、空間幾何特征上的差異,運用通用的圖像處理方法,采用自主研發(fā)的煙火識別算法,對林區圖像進(jìn)行分析,并根據火焰動(dòng)態(tài)、色差相似度等的變化來(lái)判斷林區圖像上是否有疑似火點(diǎn)。
根據云臺碼流采集模塊獲取云臺關(guān)鍵控制參數,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)計算并顯示當前云臺的水平旋轉角度和垂直旋轉角度。
利用前端采集系統中的數字云臺的角度回傳與鏡頭的焦距信息,在地理信息系統里將每一個(gè)監控點(diǎn)進(jìn)行地址編碼,同時(shí)將每一個(gè)監控點(diǎn)的坐標直接落實(shí)在電子地圖上,當自動(dòng)識別確認火情后,可過(guò)根據前端攝像機的絕對三維(緯度,經(jīng)度,相對高程)以及該攝像機的疑似火情時(shí)的三維(云臺的水平轉角,云臺的垂直夾角,鏡頭的焦距),結合GIS地理信息系統,精確計算出目標的具體經(jīng)緯度,從而向指揮中心發(fā)出報警信息通過(guò)建立特定的位置轉換數學(xué)模型,實(shí)現定位功能。
開(kāi)發(fā)了“災情報告-處置方案-態(tài)勢標繪-輔助決策-指揮調度”等功能模塊。災情報告向上級及時(shí)通報火災當前狀態(tài),處置方案記錄了火災的主要應對措施,態(tài)勢標繪直觀(guān)精確顯示火場(chǎng)及撲救態(tài)勢,輔助決策為指揮提供各類(lèi)基于GIS的智能分析,指揮調度將系統和通信與調度硬件對接,提供直觀(guān)實(shí)時(shí)的通信服務(wù)。
通過(guò)綜合視頻監控系統可實(shí)現大容量、分布式的實(shí)時(shí)直播:即在系統中可通過(guò)監控管理終端和專(zhuān)用的操作設備(如專(zhuān)用控制鍵盤(pán))方便、快捷的對前端監控點(diǎn)進(jìn)行切換、云臺快速轉動(dòng)、鏡頭縮放的操作,從而及時(shí)的發(fā)現違法犯罪行為及各種突發(fā)事件,并通過(guò)對被監控對象的跟蹤顯示,及時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行圍捕或處理。
值班員可手動(dòng)控制高速球型攝像機、云臺攝像機的所有可變參數,包括焦距、光圈、監控范圍等。
黑幀檢測:攝像頭的鏡頭出現故障的時(shí)候以及有外界物體遮擋攝像機鏡頭時(shí)都會(huì )影響監控系統的正常工作,系統智能分析這種情況的圖像特征并進(jìn)行事件報警。
過(guò)飽和度檢測:如果攝像頭增益控制失敗,或者由于強光造成圖像飽和度過(guò)高,系統智能分析這種情況的圖像特征并自動(dòng)報警。
鏡頭遮擋檢測:如果攝像頭鏡頭被完全的或者部分的遮擋,系統智能分析這種情況的圖像特征并自動(dòng)報警。
模糊報警:由于自動(dòng)聚焦故障或者維護問(wèn)題造成畫(huà)面模糊,算法通過(guò)對攝像機當前畫(huà)面與前面畫(huà)面進(jìn)行比較分析,通過(guò)兩者進(jìn)行邏輯相減算出變化值的大小,并且可以設定比較區域。系統自動(dòng)報警。
鏡頭移位:由于清潔鏡頭或者人為破壞的原因,使攝像頭的取景范圍偏離出了預先設置的場(chǎng)景,系統智能分析這種情況的圖像特征并自動(dòng)報警。
檢索功能:系統通過(guò)設定“Simple Motion”窗口中的過(guò)濾器噪音和閾值兩個(gè)參數,定義監控區域的掩模區域來(lái)完成事件后的智能搜索。通過(guò)使用智能搜索技術(shù),用戶(hù)可以選擇性的只瀏覽特定監控區域內的有物體移動(dòng)的記錄。對關(guān)聯(lián)事件的相關(guān)畫(huà)面進(jìn)行同步同屏回放。
視頻監控系統可根據需要對前端監控點(diǎn)進(jìn)行分組顯示,如按監控區域、管理范圍和實(shí)際使用情況(如行進(jìn)路線(xiàn))等,滿(mǎn)足視頻監控系統中重大保衛、領(lǐng)導指揮決策等工作的需要。在實(shí)時(shí)直播顯示時(shí),系統還具備視頻自動(dòng)巡視功能,在可設定的間隔時(shí)間內對全網(wǎng)的監控點(diǎn)進(jìn)行圖像巡檢,參與輪巡的對象可以任意設定,輪巡間隔時(shí)間可設置。
報警聯(lián)動(dòng)預案
系統的報警可以來(lái)自視頻服務(wù)器的視頻丟失、移動(dòng)偵測或者報警輸入,也可以來(lái)自其它數據采集設備。用戶(hù)可根據報警的工作屬性任意設定報警啟動(dòng)和關(guān)閉的時(shí)間。
用戶(hù)手動(dòng)加載預案
系統自動(dòng)記憶用戶(hù)監控模式,當用戶(hù)成功登錄系統后,自動(dòng)進(jìn)入該用戶(hù)退出時(shí)的監控模式。同時(shí),當用戶(hù)切換畫(huà)面監控模式時(shí),自動(dòng)進(jìn)入上一次該畫(huà)面的監控模式。
根據性質(zhì),重要級別對告警進(jìn)行分類(lèi),與處理流程相結合,系統能自動(dòng)判定報警等級,完成相應的處理工作,并進(jìn)行歷史告警記錄。
系統的所有前端設備的參數(如占用帶寬、清晰度及圖像參數等)都可以在監控中心由系統管理人員遠程配置和修改,在進(jìn)行系統設備配置時(shí),不會(huì )對系統的正常運行產(chǎn)生絲毫影響??梢耘渲秒娮拥貓D并且在電子地圖上映射這些攝像機的位置,在監視時(shí)點(diǎn)擊電子地圖上的攝像機圖標,即可以查看實(shí)時(shí)圖像,攝像機的狀態(tài)(如正在錄像或者發(fā)生報警)也可以在電子地圖上顯示出來(lái)??梢詫δ承┲匾臄z像機(視頻編碼器)圖像進(jìn)行冗余備份配置,當這臺攝像機所屬的存儲服務(wù)器出現故障時(shí)自動(dòng)由其它的管理服務(wù)器或本地服務(wù)器接管該攝像機,從而確保錄像和實(shí)時(shí)圖像不會(huì )中斷??梢酝ㄟ^(guò)系統的配置功能可以任意調整或者建立新的虛擬矩陣,如可以增加虛擬矩陣輸入或者輸出的端口數量,也可以改變輸入的攝像機及輸出的監視器。
系統應用先進(jìn)的數字圖像處理和模式識別算法和技術(shù)對視頻數據流進(jìn)行分析。在森林背景下,根據不同的視頻源選擇不同的分析模塊,提取煙火目標有效圖像特征,使該軟件系統實(shí)現了高概率的森林火情的自動(dòng)識別,并具有較低的火情虛警率。軟件可自動(dòng)實(shí)時(shí)讀取和控制各云臺當前狀態(tài),在發(fā)現火情時(shí),將云臺自動(dòng)停在對應的位置,在實(shí)時(shí)視頻圖像中自動(dòng)用紅框標出火情發(fā)生的位置,并向值班人員發(fā)出報警信號。
實(shí)時(shí)識別煙火目標:
該軟件系統應用圖像分割和識別技術(shù),自動(dòng)區分并標記出森林區域和天際線(xiàn),這樣做的目的是為了降低火情虛警率。 對視頻圖像中非火情區域(如村落,湖泊、田野等)的煙火目標不進(jìn)行報警( 這一部分也可按用戶(hù)的需要改為報警)。 在自動(dòng)監測狀態(tài)下,云臺自動(dòng)轉動(dòng),對一定的俯仰角,每隔10度云臺停止,程序實(shí)時(shí)地抓取基本照片、比較圖片,經(jīng)圖像處理提取煙火特征(如煙火的灰度分布特征、形狀和煙火的運動(dòng)特征等)后,應用模式識別技術(shù)進(jìn)行煙火自動(dòng)判別。通過(guò)相應的算法,其他的非煙火目標(如飛行物、車(chē)輛等)將被排除。另外,在該系統中,通過(guò)相應的算法消除其他一些因素(如風(fēng),光照和虛像等)對煙火自動(dòng)識別的影響。 顯示出了煙火自動(dòng)目標識別及其輪廓信息。
森林防火應急指揮決策系統包括火情動(dòng)態(tài)監測、撲救指揮管理、遠程指揮調度、防火預案管理等功能模塊,傳統的視頻監控方式與林火自動(dòng)檢測、識別和報警軟件監測相結合,實(shí)現大面積無(wú)人值守。通過(guò)GIS地理信息系統,展現與林業(yè)應急指揮相關(guān)的所有資源,資源內容包括:事件類(lèi)型、地點(diǎn)、周邊通道、人員物資分布等,根據事件周邊情況研判、現場(chǎng)信息研判、次生事件預測研判、決策支持。
1、云臺控制
?遠程控制各個(gè)監視點(diǎn)的云臺設備工作狀態(tài);
?實(shí)現對各個(gè)監視點(diǎn)監視鏡頭的調節控制;
?遠程控制獲取不同角度的圖像;
?通過(guò)煙火自動(dòng)識別軟件發(fā)出報警控制信息,遠程控制云臺固定范圍(或定點(diǎn))掃描。自動(dòng)調節、控制各個(gè)監視點(diǎn)云臺及鏡頭,自動(dòng)獲得多角度監控圖像.
支持實(shí)現下述功能:
遠程控制、查詢(xún)和切換各個(gè)監視點(diǎn)的云臺設備工作狀態(tài);實(shí)現對各個(gè)監視點(diǎn)監視鏡頭的調節控制;遠程控制、獲取不同角度的圖像;一旦自動(dòng)檢測識別判斷出圖像上有疑似火點(diǎn),立即自動(dòng)發(fā)出報警、通知監測人員,同時(shí),自動(dòng)跟蹤和鎖定的火點(diǎn)位置,并能實(shí)時(shí)接入、自動(dòng)跟蹤和動(dòng)態(tài)顯示在GIS軟件平臺上,在GIS軟件平臺上,進(jìn)行火情自動(dòng)跟蹤和交互確認;通過(guò)煙火自動(dòng)識別軟件發(fā)出報警控制信息,遠程控制云臺固定范圍(或定點(diǎn))掃描。
2、視頻采集設置
?根據實(shí)際情況,調整和設置煙火識別的敏感度、掃描時(shí)間、掃描范圍等,采集的視頻數據和數據位置信息存儲入庫。
3、監控點(diǎn)信息查詢(xún)顯示
?在軟件平臺地圖上,能夠動(dòng)態(tài)顯示監視窗口,實(shí)時(shí)顯示監控點(diǎn)工作狀態(tài),并返回到信息平臺進(jìn)行評估。
4、監測數據存儲入庫
?用錄像、連續抓圖的方式將采集的視頻數據和數據位置信息存儲入庫,并自動(dòng)識別。
實(shí)現前端智能識別的控制,可以設置預置位和掃描軌跡,并能聯(lián)動(dòng)報警完成相關(guān)的智能應用,它具有以下主要功能:
本軟件除了可以控制云臺的水平轉角和垂直夾角以外,還可以聯(lián)動(dòng)控制鏡頭焦距,可以將重點(diǎn)監測區域或遠處的山頭拉近觀(guān)測,實(shí)現真正的三維預置位。當基于視頻圖像的煙火識別軟件發(fā)現疑似火情后,控制軟件可聯(lián)動(dòng)報警,鎖定目標,回傳前端設置的運行參數(云臺的水平轉角和垂直夾角,以及鏡頭焦距),結合GIS系統實(shí)現目標的精確定位。此外,為降低煙火識別的誤報率,本軟件還可以聯(lián)動(dòng)設置煙火二次判別,當發(fā)現疑似火情后,控制軟件鎖定該目標,自動(dòng)將煙火在視頻中居中、放大,然后進(jìn)行二次煙火識別,可有效降低煙火識別的誤報率。
1、視頻接入
? 在地圖中點(diǎn)擊監控設施圖標即可實(shí)時(shí)接入并窗口顯示前端監控視頻圖像,并對前端設備進(jìn)行手動(dòng)控制,并手動(dòng)控制鏡頭變倍,來(lái)實(shí)現圖像清楚。
2、云臺控制
?對前端云臺進(jìn)行上、下、左、右4個(gè)方位的轉動(dòng)控制以及自動(dòng)巡航控制以及云臺轉速控制。
3、鏡頭控制
?遠程實(shí)現對鏡頭變倍、光圈、焦距控制。
1、態(tài)勢標繪專(zhuān)題圖制作
? 可根據林火位置、林區分布、滅火預案、設施分布、人員分布等,制作或形成相應的專(zhuān)題圖,供防火指揮管理中使用;支持預先制定各種情形下的應急指揮管理預案和針對現場(chǎng)指揮管理中的特殊情況,制作相應的緊急防火指揮管理預案。根據火點(diǎn)位置、撲火人員分布等信息制定撲火預案,包括常規預案制作和任務(wù)預案制作,常規預案主要包括常規地點(diǎn)定位、預案信息錄入、相關(guān)關(guān)注信息錄入等,任務(wù)預案主要包括任務(wù)工作流管理、任務(wù)輸出、動(dòng)態(tài)推演等。
2、火點(diǎn)跟蹤定位和預測
?自動(dòng)跟蹤和顯示火點(diǎn)的位置;
自動(dòng)顯示火點(diǎn)的變化軌跡;
?綜合預測并顯示火點(diǎn)的變化趨勢。
一旦煙火自動(dòng)識別模塊判斷出圖像上有疑似火點(diǎn),立即自動(dòng)發(fā)出報警、通知監測人員,同時(shí),也可在GIS軟件平臺上,進(jìn)行火情自動(dòng)跟蹤和交互確認,如果確認火情,發(fā)出正式的林火報警信息。通過(guò)煙火自動(dòng)檢測軟件、煙火自動(dòng)識別和報警軟件的連動(dòng)控制,自動(dòng)跟蹤和鎖定的火點(diǎn)位置,并能實(shí)時(shí)接入、自動(dòng)跟蹤和動(dòng)態(tài)顯示在GIS軟件平臺上。
1、預案定義:定義預案的分類(lèi)、類(lèi)型、相應的內容、級別等,便于預案制作人員根據預案模板制作預案。
2、預案修改:修改預案模板各項內容。
3、預案刪除:刪除預案模板。
5、預案啟動(dòng):使預案處于啟動(dòng)狀態(tài),便于自動(dòng)匹配。
5、預案終止:預案終止,實(shí)現預案模板的定義、修改和刪除。
1、災損評估軟件
根據煙火自動(dòng)識別、檢測的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像,自動(dòng)計算和評估火場(chǎng)面積和邊界范圍。根據森林資源分布數據、分布范圍以及過(guò)火面積和范圍的動(dòng)態(tài)數據,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評估受損區域內的森林蓄積量和森林損失。根據森林資源分布數據、分布范圍、風(fēng)向、風(fēng)速、地面溫度、濕度以及當前過(guò)火面積和范圍的動(dòng)態(tài)數據,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預測評估未來(lái)某個(gè)時(shí)間段內或時(shí)間點(diǎn)內的受損區域森林蓄積量和森林損失。支持以報表輸出的形式,及時(shí)或根據需要輸出當前森林資源災損評估結果數據或預測評估結果數據。
2、最短路徑分析軟件
支持動(dòng)態(tài)分析計算滅火指揮管理中的最佳路徑
3、火情蔓延分析
提取氣象數據信息,在火點(diǎn)區域,著(zhù)火時(shí)間的蔓延分析。
4、視頻圖像接入與切換
在GIS滅火指揮管理平臺上,支持接入多個(gè)監控視頻圖像和實(shí)現多個(gè)監視點(diǎn)視頻圖像的切換。
5、火點(diǎn)跟蹤定位預測
主要功能包括:
支持自動(dòng)跟蹤和顯示火點(diǎn)的位置、變化軌跡;
支持綜合預測并顯示火點(diǎn)的變化趨勢
6、 預案查詢(xún)與發(fā)布
支持按條件檢索、全文檢索、地點(diǎn)檢索、級別檢索、預案多媒體顯示、三維顯示以及動(dòng)態(tài)推演查詢(xún)等功能。按條件檢索:基于以上事件要素的預案查詢(xún)全文檢索:輸入任意關(guān)鍵詞進(jìn)行預案查詢(xún)。按地點(diǎn)檢索:按地點(diǎn)、編制單位、編制時(shí)間等進(jìn)行檢索。按級別檢索:按照事件級別、權限等進(jìn)行檢索。預案多媒體顯示:顯示預案的多媒體信息。三維顯示:顯示預案區域的電子三維沙盤(pán)。動(dòng)態(tài)推演:對預案進(jìn)行動(dòng)態(tài)推演。
為了保證聯(lián)網(wǎng)監控平臺使用的安全,堵住管理的漏洞,追溯人員的操作痕跡,特別設立了適合森林防火監控使用的專(zhuān)用的人員權限管理。能夠確認操作人的名稱(chēng)、角色、部門(mén)、職務(wù)、操作時(shí)間、使用痕跡、可使用的權限。