一种基于图像数据的森林防火监控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像数据的森林防火监控系统及方法，包括图像数据获取模块、图像数据分析模块、分析校正模块和预警响应模块；图像数据获取模块用于获取森林不同区域中每天各时段的图像数据并将获取的图像数据信息传输给图像数据分析模块，图像数据分析模块用于对森林的图像数据进行多层面的分析，图像数据分析模块分析图像数据中是否包含产生火灾的影响因子并将分析结果传输给分析校正模块，分析校正模块对该结果进行校正分析，分析校正模块进一步的分析影响因子的具体性；预警响应模块接收图像数据分析模块和分析校正模块的数据信息，预警响应模块对包含影响因子的数据进行对应的森林防火预警。数据进行对应的森林防火预警。数据进行对应的森林防火预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像数据的森林防火监控系统及方法


[0001]本专利技术涉及防火监控
，具体为一种基于图像数据的森林防火监控系统及方法。

技术介绍

[0002]森林火灾是森林环境最大的敌人之一，其突发性强、破坏能力大、处置救援难度高，对社会稳定和人民安居乐业造成极大的影响。森林防火工作是中国防震减灾工作的重要组成部分，是国家公共应急体系建设的重要内容，是加快林业发展，加强生态建设的基础和前提。
[0003]火灾的发生需要条件，自身的条件和人为的影响都可能造成火灾的发生，但目前森林防火监控中并没有有效的将两者进行细化和区分，且对两种情况的监控手段并不到位，无法精准在火灾发生前进行预警。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于图像数据的森林防火监控系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于图像数据的森林防火监控系统，其特征在于，包括图像数据获取模块、图像数据分析模块、分析校正模块和预警响应模块；
[0006]图像数据获取模块用于获取森林不同区域中每天各时段的图像数据，图像数据获取模块将获取的图像数据信息传输给图像数据分析模块，图像数据分析模块用于对森林的图像数据进行多层面的分析，图像数据分析模块分析图像数据中是否包含产生火灾的影响因子；图像数据分析模块将分析结果传输给分析校正模块，分析校正模块对该结果进行校正分析，分析校正模块进一步的分析影响因子的具体性；预警响应模块接收图像数据分析模块和分析校正模块的数据信息，预警响应模块对包含影响因子的数据进行对应的森林防火预警。
[0007]进一步的，图像数据分析模块包括自身火源分析单元和外界火源分析单元；
[0008]自身火源分析单元用于分析图像数据中的落地物和枝干的变化状态，落地物包括掉落的树叶、果实和森林中脱离自身生长依托的所有物种，枝干包括树木枝干、花朵枝干和森林中包含枝干的物种，自身火源分析单元依据落地物落下的比例分析判断该图像数据所属的森林区域是否发生天气异常因子一的现象，天气异常因子一包括干燥天气；自身火源分析单元依据枝干的弯曲程度分析判断该图像数据所属的森林区域是否发生天气异常因子二的现象，天气异常因子二包括雷雨天气；自身火源分析单元将产生天气异常因子一和天气异常因子二的图像数据划分为天气异常图像，自身火源分析单元将不包含天气异常因子一和天气异常因子二的图像数据划分为天气正常图像，自身火源分析单元将天气异常图像数据信息传输给预警响应模块；
[0009]外界火源分析单元用于分析天气正常图像中的灰度值，外界火源分析单元将图像进行二值化处理得到两种不同的灰度值，外界火源分析单元定义两种灰度值并以其中一种灰度值进行分析判断该图像是否包含外界火源因子，外界火源因子包括餐饮野炊、上坟烧香烧纸和山区居民生活用火；外界火源分析单元将包含外界火源因子的图像数据划分为外界异常图像，外界火源分析单元将外界异常图像传输给分析校正模块。
[0010]进一步的，分析校正模块用于分析外界火源分析单元中的外界异常图像，分析校正模块针对外界火源因子判断其虚实性；当外界火源因子为实时，分析校正模块将外界异常图像数据信息传输给预警响应模块；当外界火源因子为虚时，分析校正模块进一步分析外界火源因子，分析校正模块将包含真实外界火源因子的外界异常图像数据传输给预警响应模块。
[0011]进一步的，预警响应模块用于接收图像数据分析模块中的天气异常图像信息，预警响应模块将天气异常图像信息传输给图像对应森林区域所属的消防平台，消防平台对该天气异常图像信息进行实时监控和预警响应；预警响应模块用于接收分析校正模块的外界异常图像数据，预警响应模块将外界异常图像的数据信息传输给图像对应森林区域所属的森林保护平台，森林保护平台对形成外界火源因子的行为进行管控和监督。
[0012]一种基于图像数据的森林防火监控系统，其特征在于，包括以下具体步骤：
[0013]步骤S100：获取森林不同区域内每天的图像数据，并记录每天该图像数据的个数为N；
[0014]步骤S200：基于步骤S100的图像数据，对图像数据中是否存在天气异常因子进行判断分析，将包含天气异常因子的天气异常图像进行传输；天气异常因子包含天气异常因子一和天气异常因子二；天气异常因子一包括干燥天气，天气异常因子二包括雷雨天气；
[0015]设置天气异常因子一是因为森林火灾的自身影响因素之一是森林中的干枯落叶的堆积以及干燥环境引发的火灾，故在此处对落地物进行分析，落地物包括落叶、枝干和果实，主要以落叶的分析为主，落叶的形成是由于天气的干燥，故在此识别天气是否存在异常进行分析；设置天气异常因子二是因为森林火灾的另一个自身影响因素为雷电天气，当雷暴击中树木导致的火灾影响严重，故对枝干的在雷雨天气中的弯曲程度判断遭遇雷暴的可能性。
[0016]步骤S300：基于步骤S200的图像数据，对不包含天气异常因子的图像数据进一步的分析是否包含外界火源因子，对包含外界火源因子的外界异常图像进行传输；
[0017]分析外界火源因子主要是在分析除去森林自身导致的火灾情况，一些人为的影响造成森林火灾的可能性；增加的了分析的火灾发生的全面性。
[0018]步骤S400：基于步骤S200和步骤S300的图像数据，针对天气异常图像，将数据信息传输给图像对应森林区域所属的消防平台，消防平台进行实时监控和预警响应；针对外界异常图像，将数据信息传输给图像对应森林区域所属的保护平台，保护平台对形成外界火源因子的行为进行管控和监督。
[0019]将天气异常图像传输给消防平台是为了以防万一火情发生时的及时控制，增大了处理事故的效率，同时天气的影响变幻莫测还需要专业的人士进行把控；将外界影响图像传输给保护平台，可以有效的利用简单的准备实现对森林附近居民以及来往森林的群体进行警示和告诫，避免人为因素的影响造成火灾的发生。
[0020]进一步的，步骤S200包括以下具体过程：
[0021]步骤S210：获取N张森林区域内的图像数据，提取包含落地物的图像集合个数为P，提取包含树木无枝叶的图像集合个数为T；提取每张图像中不同枝干在倾斜状态下与竖直方向的倾斜角度α
ij
，i、j＝{1,2,3,......n}，α
ij
表示第j张图像中第i条枝干的倾斜角度；
[0022]森林区域内的图像数据种类多样，进行单一的提取有利于算法的简单处理，分别设置落地物和树叶无枝叶的状态进行分析是因为落地物反应了发生火灾的基本条件，而树叶无枝叶则反应出落地物的真实属性是枯叶落下还仅仅是风吹落下，枯叶落下说明天气干燥的问题，而风吹只是受到物理作用并未受到天气的影响。
[0023]其次对枝干的倾斜角度进行的分析是因为闪电击中树木一般是导致局部击中，会产生局部的数目枝干受损比较严重以及枝干会产生不同程度的弯曲与其他枝干产生较大的角度差异。
[0024]步骤S220：基于步骤S210的图像数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像数据的森林防火监控系统，其特征在于，包括图像数据获取模块、图像数据分析模块、分析校正模块和预警响应模块；所述图像数据获取模块用于获取森林不同区域中每天各时段的图像数据，所述图像数据获取模块将获取的图像数据信息传输给所述图像数据分析模块，所述图像数据分析模块用于对森林的图像数据进行多层面的分析，所述图像数据分析模块分析图像数据中是否包含产生火灾的影响因子；所述图像数据分析模块将分析结果传输给所述分析校正模块，所述分析校正模块对该结果进行校正分析，所述分析校正模块进一步的分析影响因子的具体性；所述预警响应模块接收所述图像数据分析模块和所述分析校正模块的数据信息，所述预警响应模块对包含影响因子的数据进行对应的森林防火预警。2.根据权利要求1所述的一种基于图像数据的森林防火监控系统，其特征在于：所述图像数据分析模块包括自身火源分析单元和外界火源分析单元；所述自身火源分析单元用于分析图像数据中的落地物和枝干的变化状态，所述自身火源分析单元依据落地物落下的比例分析判断该图像数据所属的森林区域是否发生天气异常因子一的现象，所述天气异常因子一包括干燥天气；所述自身火源分析单元依据枝干的弯曲程度分析判断该图像数据所属的森林区域是否发生天气异常因子二的现象，所述天气异常因子二包括雷雨天气；所述自身火源分析单元将产生天气异常因子一和天气异常因子二的图像数据划分为天气异常图像，所述自身火源分析单元将不包含天气异常因子一和天气异常因子二的图像数据划分为天气正常图像，所述自身火源分析单元将天气异常图像数据信息传输给所述预警响应模块；所述外界火源分析单元用于分析天气正常图像中的灰度值，所述外界火源分析单元将图像进行二值化处理得到两种不同的灰度值，所述外界火源分析单元定义两种灰度值并以其中一种灰度值进行分析判断该图像是否包含外界火源因子，所述外界火源因子包括餐饮野炊、上坟烧香烧纸和山区居民生活用火；所述外界火源分析单元将包含外界火源因子的图像数据划分为外界异常图像，所述外界火源分析单元将外界异常图像传输给所述分析校正模块。3.根据权利要求2所述的一种基于图像数据的森林防火监控系统，其特征在于：所述分析校正模块用于分析所述外界火源分析单元中的外界异常图像，所述分析校正模块针对所述外界火源因子判断其虚实性；当所述外界火源因子为实时，所述分析校正模块将外界异常图像数据信息传输给所述预警响应模块；当所述外界火源因子为虚时，所述分析校正模块进一步分析外界火源因子，所述分析校正模块将包含真实外界火源因子的外界异常图像数据传输给所述预警响应模块。4.根据权利要求3所述的一种基于图像数据的森林防火监控方法，其特征在于：所述预警响应模块用于接收所述图像数据分析模块中的天气异常图像信息，所述预警响应模块将天气异常图像信息传输给图像对应森林区域所属的消防平台，所述消防平台对该天气异常图像信息进行实时监控和预警响应；所述预警响应模块用于接收所述分析校正模块的外界异常图像数据，所述预警响应模块将所述外界异常图像的数据信息传输给图像对应森林区域所属的森林保护平台，所述森林保护平台对形成外界火源因子的行为进行管控和监督。5.一种基于图像数据的森林防火监控系统，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤S100：获取森林不同区域内每天的图像数据，并记录每天该图像数据的个数为N；
步骤S200：基于所述步骤S100的图像数据，对图像数据中是否存在天气异常因子进行判断分析，将包含天气异常因子的天气异常图像进行传输；所述天气异常因子包含天气异常因子一和天气异常因子二；步骤S300：基于所述步骤S200的图像数据，对不包含天气异常因子的图像数据进一步的分析是否包含外界火源因子，对包含外界火源因子的外界异常图像进行传输；步骤S400：基于所述步骤S200和步骤S300的图像数据，针对天气异常图像，将数据信息传输给图像对应森林区域所属的消防平台，所述消防平台进行实时监控和预警响应；针对外界异常图像，将数据信息传输给图像对应森林区域所属的保护平...

【专利技术属性】
技术研发人员：高德民，牟韵洁，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：