一种基于大数据的森林火灾监控预警系统技术方案

本发明专利技术涉及森林防火领域，尤其涉及一种基于大数据的森林火灾监控预警系统，包括：若干激光报警单元，用以采集待分析信息以及火灾报警；角度控制单元，用以确定激光报警单元的工作模式、第一激光发射角度以及第二激光发射角度；激光控制单元，用以确定激光报警单元的激光颜色以及当激光发射频率；远程处理单元，根据激光报警单元的位置坐标确定火情区域以及根据各激光报警单元的激光发射频率确定激光报警单元所处位置的火情蔓延概率；克服了现有技术中火源范围监测效率差以及无法及时反映火情导致的现场消防人员灭火困难的问题。火情导致的现场消防人员灭火困难的问题。火情导致的现场消防人员灭火困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的森林火灾监控预警系统


[0001]本专利技术涉及森林防火领域，尤其涉及一种基于大数据的森林火灾监控预警系统。

技术介绍

[0002]森林火灾是指在林区内发生的火灾，其破坏性非常大，可能会导致野生动植物的死亡、土地荒漠化、水源污染等问题。 森林火灾通常由自然因素或人为因素引起，如闪电、高温干燥天气、营火、香烟或不慎的火苗等。当森林火灾发生时，烟雾和火焰会迅速蔓延，造成极大的破坏。因此，预防和控制森林火灾非常重要。但是目前消防人员在灭火时，由于森林环境的复杂性以及火灾烟雾的影响，难以确定着火区的范围，以及无法确定各区域的火势，因此，如何确定火灾范围以及火灾区域的严重程度是当下人们亟待解决的问题。
[0003]中国专利公开号CN107545688A公布了 一种森林防火预警系统，包括：监控中心、若干监控终端，所述监控中心包括数据采集模块、数据分析模块、预警模块，所述监控终端包括终端控制器、与控制器相连的红外摄像头、温湿度传感器、烟雾传感器以及无线通信模块，所述无线通讯模块与监控中心实现信息交互；还包括太阳能供电系统；本专利技术通过监控终端红外摄像头、温湿度传感器以及烟雾传感器实时监控森林状态，并将数据无线传输到监控中心分析处理，上述技术方案存在以下问题：无法快速准确地确定现场的火源范围以及着火区域蔓延趋势，进而导致火灾监控效果差。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种基于大数据的森林火灾监控预警系统，用以克服现有技术中火源范围监测效率差精度低以及无法及时反映火情导致的现场消防人员灭火困难的问题。
[0005]为实现上述目的，提供一种基于大数据的森林火灾监控预警系统，包括：若干激光报警单元，其设置于所述系统监控的森林中，用以采集待分析信息以及通过发射激光进行火灾报警；所述待分析信息包括环境热图像、目标气体浓度、环境风力以及环境风向；角度控制单元，其与所述激光报警单元相连，用以根据各激光报警单元当前热图像中最大温度判定激光报警单元的工作模式，针对第二工作模式的激光报警单元，根据检测到当前热图像中温度大于预设报警温度的图像面积确定激光报警单元的第一激光发射角度以及根据环境风力确定激光报警单元的第二激光发射角度；激光控制单元，其与所述激光报警单元以及所述角度控制单元相连，用以根据激光报警单元的第二激光发射角度的确定激光报警单元的激光颜色并且根据当前环境目标气体浓度确定激光发射频率；远程处理单元，其与所述角度控制单元以及所述激光控制单元相连，其包括具有画面拍摄功能和数据传输功能的无人机、系统监控的森林的云地图以及数据处理模块，发生火灾时，无人机采集系统监控的森林的俯视画面，数据处理模块根据无人机采集的画面
中发射激光的激光报警单元的位置坐标确定火情区域以及根据各激光报警单元的激光发射频率确定激光报警单元所处位置的火情蔓延概率；所述工作模式包括激光报警单元持续发光报警的第一工作模式以及激光报警单元间断发光报警的第二工作模式。
[0006]进一步地，所述角度控制单元根据激光报警单元检测到当前热图像中最大温度判定激光报警单元的工作模式；若当前热图像中最大温度处于第一温度状态，角度控制单元判定激光报警单元持续发光报警；若当前热图像中最大温度处于第二温度状态，角度控制单元判定激光报警单元间断发光报警。
[0007]进一步地，所述角度控制单元在第一角度分析条件下根据激光报警单元检测到的当前热图像中温度大于预设报警温度的图像面积确定激光报警单元的第一激光发射角度；若图像面积大于或等于预设图像面积标准，所述角度控制单元判定激光报警单元的第一激光发射角度为0
°
；若图像面积小于预设图像面积标准，所述角度控制单元判定根据图像面积与预设图像面积标准的差值确定第一激光发射角度；其中，所述第一角度分析条件为判定激光报警单元间断发光报警，所述第一激光发射角度为激光发射单元发射出的激光与垂直于水平地面的参考纵轴的夹角绝对值。
[0008]进一步地，所述角度控制单元在第二角度分析条件下根据图像面积与预设图像面积标准的面积差值确定激光报警单元的第一激光发射角度；所述第一激光发射角度与所述面积差值为正相关关系；其中，所述第二角度分析条件为图像面积小于预设图像面积标准。
[0009]进一步地，所述角度控制单元在第三角度分析条件下以激光报警单元为原点，以原点与火情点的连线为纵轴，并以原点指向火情点的方向为纵轴正方向，建立二维坐标系；其中，所述火情点为当前热图像中温度大于预设报警温度的图像区域中温度最大的点；其中，所述第三角度分析条件为第一激光发射角度确定完成且第一激光发射角度大于0
°
。
[0010]进一步地，所述角度控制单元在第四角度分析条件下根据当前环境风向向量所处象限确定激光报警单元的激光发射方向；若当前环境风向向量所处象限为第三象限或第四象限，所述激光报警单元的激光发射方向为二维坐标系纵轴方向；若当前环境风向向量所处象限为第一象限，所述激光报警单元的激光发射方向指向第二象限；若当前环境风向向量所处象限为第二象限，所述激光报警单元的激光发射方向指向第一象限；其中，所述第四角度分析条件为所述二维坐标系建立完成。
[0011]进一步地，所述角度控制单元在第五角度分析条件下根据当前环境风力确定激光报警单元的第二激光发射角度；
所述第二激光发射角度与当前环境风力为正相关关系；其中，所述第二激光发射角度与二维坐标系纵轴正方向的夹角；所述第五角度分析条件为判定激光报警单元的激光发射方向指向第一象限或第二象限。
[0012]进一步地，所述激光控制单元在第一激光控制条件下根据激光报警单元的第二激光发射角度的确定激光报警单元的激光颜色；其中，所述第一激光控制条件为激光报警单元的激光发射方向指向第一象限或第二象限且激光报警单元的第二激光发射角度确定完成。
[0013]进一步地，所述激光控制单元根据当前环境目标气体浓度确定激光发射频率；所述激光发射频率与所述当前环境目标气体浓度为正相关关系。
[0014]进一步地，远程处理单元将激光报警单元的位置显示于云地图，并在云地图上连接第二工作模式的激光报警单元的位置坐标以生成火情区域；远程处理单元将激光报警单元根据激光发射频率由大到小的顺序进行排序，并将激光报警单元对应的位置分别以不同的数字进行标号，激光发射频率越大则数字越大，则该激光报警单元所处位置的火情蔓延概率越大。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术根据激光报警单元采集到的当前热图像中最大温度判定激光报警单元的工作模式，从而确定处于火灾区域的以及靠近火灾区域边缘的发光移动单元，以便于后续火灾范围的确定，相比于现有技术通过传感器等检测环境信息然后传递至用户端进行分析的技术方案，激光报警单元对现场消防人员也提供了火情判断的辅助功能，并且本专利技术中激光报警单元的第一激光发射角度以及第二激光发射角度根据环境因素进行调节，避免了环境因素对于激光发射效果的影响，从而提高了本专利技术的运行稳定性，本专利技术不仅可以通过激光报警单元的工作模式及其对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的森林火灾监控预警系统，其特征在于，包括：若干激光报警单元，其设置于所述系统监控的森林中，用以采集待分析信息以及通过发射激光进行火灾报警；所述待分析信息包括环境热图像、目标气体浓度、环境风力以及环境风向；角度控制单元，其与所述激光报警单元相连，用以根据各激光报警单元当前热图像中最大温度判定激光报警单元的工作模式，针对第二工作模式的激光报警单元，根据检测到当前热图像中温度大于预设报警温度的图像面积确定激光报警单元的第一激光发射角度以及根据环境风力确定激光报警单元的第二激光发射角度；激光控制单元，其与所述激光报警单元以及所述角度控制单元相连，用以根据激光报警单元的第二激光发射角度的确定激光报警单元的激光颜色并且根据当前环境目标气体浓度确定激光发射频率；远程处理单元，其与所述角度控制单元以及所述激光控制单元相连，其包括具有画面拍摄功能和数据传输功能的无人机、系统监控的森林的云地图以及数据处理模块，发生火灾时，无人机采集系统监控的森林的俯视画面，数据处理模块根据无人机采集的画面中发射激光的激光报警单元的位置坐标确定火情区域以及根据各激光报警单元的激光发射频率确定激光报警单元所处位置的火情蔓延概率；所述工作模式包括激光报警单元持续发光报警的第一工作模式以及激光报警单元间断发光报警的第二工作模式。2.根据权利要求1所述的基于大数据的森林火灾监控预警系统，其特征在于，所述角度控制单元根据激光报警单元检测到当前热图像中最大温度判定激光报警单元的工作模式；若当前热图像中最大温度处于第一温度状态，角度控制单元判定激光报警单元持续发光报警；若当前热图像中最大温度处于第二温度状态，角度控制单元判定激光报警单元间断发光报警。3.根据权利要求2所述的基于大数据的森林火灾监控预警系统，其特征在于，所述角度控制单元在第一角度分析条件下根据激光报警单元检测到的当前热图像中温度大于预设报警温度的图像面积确定激光报警单元的第一激光发射角度；若图像面积大于或等于预设图像面积标准，所述角度控制单元判定激光报警单元的第一激光发射角度为0
°
；若图像面积小于预设图像面积标准，所述角度控制单元判定根据图像面积与预设图像面积标准的差值确定第一激光发射角度；其中，所述第一角度分析条件为判定激光报警单元间断发光报警，所述第一激光发射角度为激光发射单元发射出的激光与垂直于水平地面的参考纵轴的夹角绝对值。4.根据权利要求3所述的基于大数据的森林火灾监控预警系统，其特征在于，所述角度控制单元在第二角度分析条件下根据图像面积与预设图像面积标准的面积差值确定激光报警单元的第一激光发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨先连，廖磊，程春时，
申请(专利权)人：浙江臻善科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：