一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统技术方案

本发明专利技术涉及森林火灾监测领域，用于解决对于早期的森林火灾缺少有效监管手段同时对于火灾概率和火灾后果缺少预测分析，对灭火工作造成不利影响的问题，具体为一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统；本发明专利技术中，通过红外摄像头对于不同温度所呈现出的不同画面，能够在火灾初期就及时地发现火灾，通过采集到气候信息中对火灾发生具有明显影响的多种因素，通过公式量化分析的方式获取到火灾发生的概率，通过对环境信息进行监测分析，获取到当前环境可能造成的火灾后果，从而预估火灾发展规模以及发展速度，并在环境高危时提醒管理人员对环境进行改善，在发现火灾后通过火灾监测预警单元结合森林实际环境发出不同级别的火灾警报。元结合森林实际环境发出不同级别的火灾警报。元结合森林实际环境发出不同级别的火灾警报。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统


[0001]本专利技术涉及森林火灾监测领域，具体为一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统。

技术介绍

[0002]火灾是森林的大敌，在破坏森林的各种因素中，以森林火灾最为严重。它能在很短时间内，烧毁大面积的森林和大量的林副产品，影响自然界生态平衡，造成气候失调，水土流失，河流淤塞，洪水泛滥或水源枯竭。森林火灾都是从一些星星之火引起，从而引发成灾难性的火势，但是那些小的火种初期很难发现，传统的森林防火监测，主要采用人工瞭望和卫星遥感方式。
[0003]目前的火灾监管系统中，人工瞭望方式不仅人力成本大，同时人工监测容易出现疏漏，而卫星遥感方式是通过对遥感照片的处理后发现森林火，但卫星只能发现较大区域的火灾，在火灾早期无法发现，同时现有的森林火灾监测系统只能够发现已发生的火灾，对于火灾发生概率、火灾发生后果缺少明确的量化分析，容易导致火灾程度预估不足，导致灭火队伍救援出现延误的问题；
[0004]针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术中，通过红外摄像头对于不同温度所呈现出的不同画面，能够在火灾初期就及时地发现火灾，通过采集到气候信息中对火灾发生具有明显影响的多种因素，并将不同因素以不同的权重通过公式量化分析的方式获取到火灾发生的概率，从而在火灾发生前能够及时的进行准备，在意外发生火灾时能够以最快的速度进行人员调动，通过对环境信息进行监测分析，获取到在意外发生火灾后当前环境可能造成的火灾后果，从而及时地预估火灾发展规模以及发展速度，并在环境容易造成严重的火灾后果时及时的提醒管理人员对环境进行改善，在发现火灾后通过火灾监测预警单元结合森林实际环境发出不同级别的火灾警报，便于火灾救援人员开展工作，解决对于早期的森林火灾缺少有效监管手段同时对于火灾概率和火灾后果缺少预测分析，对灭火工作造成不利影响的问题，而提出一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统，包括气候监测单元、森林环境监测单元、火点监测单元、数据分析单元和火情监测预警单元，所述气候监测单元获取到森林所在地气候环境信息，其中气候环境信息包括环境温度、环境湿度和环境风速，并将获取到的气候环境信息发送至数据分析单元；
[0008]所述森林环境检测单元能够获取到森林中的森林环境信息，其中森林环境信息包括地面易燃物堆积厚度和树木密度，并将森林环境信息发送至数据分析单元；
[0009]所述火点监测单元能够通过红外传感器对森林进行红外全覆盖监测，并获取到红
外监测画面，对红外监测画面进行分析，获取红外监测画面中温度异常的区域，并将温度异常区域启动二次近距离监测，并对二次近距离监测的画面进行分析，确认是否存在火点，并将火点发送至数据分析单元；
[0010]所述数据分析单元能够对气候环境信息进行分析，根据气候环境信息分析获得火情发生概率，同时将气候环境信息与森林环境信息结合分析，获得火情危险级别，并根据火情危险级别生成预警信号，将预警信号发送至火情监测预警单元，火情监测预警单元根据预警信号时发出预警提醒；
[0011]所述数据分析单元通过火点监测单元获取到火点位置以及火点情况，并将其与森林环境信息进行综合分析，生成火灾警报信号，并将火灾警报信号发送至火情监测预警单元，所述火情监测预警单元根据火灾警报信号生成火灾警报提醒。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述森林环境监测单元在获取地面易燃物堆积厚度以及树木密度时通过人工定期测量的方式实现，在测量时，通过在森林中选取多个测量点，对测量点处的地面易燃物堆积厚度以及树木密度进行测量，并将多个测量点的地面易燃物堆积厚度求取平均值，对多个测量点的树木密度求取平均值，并将求取平均值后的地面易燃物堆积厚度和树木密度发送至数据分析单元。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述数据分析单元获取到气候环境信息后，将气候环境信息汇总的环境温度记录为T，将环境湿度记录为R，将环境风速录为V，并通过公式分析获取到火情发生概率W，W＝qTR
b
V
a
×
100％，其中q、a、b为预设的权重系数，所述数据分析单元将火情发生概率W与预设的火情概率安全阈值W0进行对比，若火情发生概率W大于等于预设的火情概率安全阈值W0，则火情高危信号，若火情发生概率W小于预设的火情概率安全阈值W0，则生成火情低危信号，并将火情高危信号或火情低危信号发送至火情监测预警单元；
[0014]所述数据分析单元在获取到森林环境信息后，将森林环境信息中的易燃物堆积厚度记录为H，将树木密度记录为P，通过公式分析获取到火情危险级别E，E＝H
C
P
d
，其中c和d为预设的权重系数，并将火情危险级别E与预设的火情危险级别E0进行对比，若火情危险级别E大于等于预设的火情危险级别E0，则生成环境高危信号，若火情危险级别E小于预设的火情危险级别E0，则生成环境低危信号，并将环境高危信号或环境低危信号发送至火情监测预警单元。
[0015]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述数据分析单元对火情预警值进行量化分析，其中火情预警值＝火情危险级别E
×
火情发生概率W，并将火情预警值与预设的火情预警阈值进行对比，若火情预警值大于等于预设的火情预警阈值，则生成火灾后果高危信号，若火情预警值小于预设的火情预警阈值，则生成火灾后果低危信号，所述数据分析单元将火灾后果高危信号和火灾后果低危信号发送至火情监测预警单元。
[0016]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述火点监测单元获取到红外监测画面后，对红外监测画面进行基于RGB数值的颜色识别，并将其与预设的火点温度对应的图像RGB范围进行对比，当红外监测画面中存在像素点的RGB数值与预设的火点温度所对应的图像RGB数值范围存在重合时，生成火点警报，并将该位置标记为火点位置，所述数据分析单元在生成火点警报后，获取到火情危险级别，当火情危险级别为环境高危信号时，生成严重火灾警报信号，当火情危险级别为环境低危信号时，生成火灾警报信号。
[0017]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述火情监测预警单元获取到火情高危信号后，生成易发火灾警报，并提高火点监测单元对森林进行红外监测时的灵敏度，所述火情监测预警单元获取到火情低危信号，不作出反应；
[0018]所述火情监测预警单元获取到环境高危信号时，生成火灾高危提醒，并提醒森林管理人员对森林中易燃物堆积进行清理，所述火情监测预警单元在获取到环境低危信号时，不做出反应；
[0019]所述火情监测预警单元获取到严重火灾警报信号时，发出严重火灾警报，所述火情监测预警单元获取到火灾警报信号时，发出普通火灾警报。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术中，在对火灾进行监测预警时，通过红外摄像头对森林进行全覆盖式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统，其特征在于，包括气候监测单元、森林环境监测单元、火点监测单元、数据分析单元和火情监测预警单元，所述气候监测单元获取到森林所在地气候环境信息，其中气候环境信息包括环境温度、环境湿度和环境风速，并将获取到的气候环境信息发送至数据分析单元；所述森林环境检测单元能够获取到森林中的森林环境信息，其中森林环境信息包括地面易燃物堆积厚度和树木密度，并将森林环境信息发送至数据分析单元；所述火点监测单元能够通过红外传感器对森林进行红外全覆盖监测，并获取到红外监测画面，对红外监测画面进行分析，获取红外监测画面中温度异常的区域，并将温度异常区域启动二次近距离监测，并对二次近距离监测的画面进行分析，确认是否存在火点，并将火点发送至数据分析单元；所述数据分析单元能够对气候环境信息进行分析，根据气候环境信息分析获得火情发生概率，同时将气候环境信息与森林环境信息结合分析，获得火情危险级别，并根据火情危险级别生成预警信号，将预警信号发送至火情监测预警单元，火情监测预警单元根据预警信号时发出预警提醒；所述数据分析单元通过火点监测单元获取到火点位置以及火点情况，并将其与森林环境信息进行综合分析，生成火灾警报信号，并将火灾警报信号发送至火情监测预警单元，所述火情监测预警单元根据火灾警报信号生成火灾警报提醒。2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统，其特征在于，所述森林环境监测单元在获取地面易燃物堆积厚度以及树木密度时通过人工定期测量的方式实现，在测量时，通过在森林中选取多个测量点，对测量点处的地面易燃物堆积厚度以及树木密度进行测量，并将多个测量点的地面易燃物堆积厚度求取平均值，对多个测量点的树木密度求取平均值，并将求取平均值后的地面易燃物堆积厚度和树木密度发送至数据分析单元。3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的森林火灾监测预警系统，其特征在于，所述数据分析单元获取到气候环境信息后，将气候环境信息汇总的环境温度记录为T，将环境湿度记录为R，将环境风速录为V，并通过公式分析获取到火情发生概率W，W＝qTR
b
V
a
×
100％，其中q、a、b为预设的权重系数，所述数据分析单元将火情发生概率W与预设的火情概率安全阈值W0进行对比，若火情发生概率W大于等于预设的火情概率安全阈值W0，则火情高危信号，若火情发生概率W小于预设的火情...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小花，陈宗铸，雷金睿，吴庭天，李苑菱，
申请(专利权)人：海南省林业科学研究院海南省红树林研究院，
类型：发明
国别省市：