據(jù)統(tǒng)計，世界上95%的森林火災屬于中度和弱度，較易控制和撲救,只有5%的森林大火和特大火災很難控制和撲救，預防森林火災，不僅要依靠建立嚴密的應(yīng)急機制、強有力的指揮系統(tǒng)，組織訓練有素的撲火隊伍，同時也可依靠先進的視頻監(jiān)控及預測報警的設(shè)備，防患于“未燃”。

　　■ 文/鄧朝輝

　　據(jù)新華社報道，當?shù)貢r間9月10日，美國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)華達山幾乎變成一座“禿山”，摧毀了不計其數(shù)的建筑物。

　　為了防止此類事件的再度發(fā)生，為此無論國內(nèi)、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(xiàn)，早解決，很多國家都采用先進技術(shù)，用高科技手段來加強森林防火工作，在最短的時間內(nèi)作出決策和調(diào)度，從而為森林滅火贏得寶貴時間，最大限度地減少損失是森林防火管理發(fā)展的必然趨勢。

　　基于森林防火的實際情況，森林防火可利用熱成像攝像機監(jiān)控系統(tǒng)有效實現(xiàn)森林火險的早發(fā)現(xiàn)、早預防。

　　熱成像技術(shù)是什么?

　　熱成像技術(shù)是利用了人眼無法感知的紅外波段的電磁波來進行探測。自然界中凡是溫度超過絕對0℃(-273.15℃)的物體都能產(chǎn)生熱輻射，通過接收物體發(fā)射的紅外熱輻射，將被測目標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紅外線的反射強弱不同。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)。

　　紅外熱成像攝像機無需任何光照，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，不受強光影響，無論白天黑夜都可清晰地探測和發(fā)現(xiàn)目標，識別偽裝及隱蔽的目標，因此可真正實現(xiàn)白天/黑夜24小時監(jiān)控。同時，利用長波紅外穿透能力強，大氣、云霧煙塵等會吸收可見光和近紅外線，但是對于3～5微米(中波紅外區(qū))和8～14微米(長波紅外區(qū))的熱紅外線卻是透明的，因此傳統(tǒng)攝像機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。

　　同時熱成像攝像機通過對非接觸探測到的紅外熱能加以量化，能較為準確測量被攝物體表面溫度，通過對被攝場景的熱能分布和溫度分析，實現(xiàn)對環(huán)境或物體的異常診斷。可追蹤場景或區(qū)域高溫目標，當溫度高于設(shè)定值時可發(fā)出報警。

　　熱成像森林防火監(jiān)控預警系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)基于“測溫預警型熱成像+高清可見光”數(shù)字音視頻遠程雙向傳輸、地理信息系統(tǒng)、太陽能供電等多種高新技術(shù)，是一套能夠及時發(fā)現(xiàn)林場火情隱患或突發(fā)火情，并進行實時監(jiān)控、報警的系統(tǒng)。通過系統(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)火情后及時上報準確告警信息，同時可提供火點定位功能，為林業(yè)部門的防災救災提供強有力的技術(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：

　　熱成像探測發(fā)現(xiàn)，“測溫預警型熱成像+高清可見光”雙視系統(tǒng)利用先進的熱成像技術(shù)和可見光攝像機的圖像增強技術(shù)，在監(jiān)控中心觀察每個監(jiān)控點配置的測溫預警型熱成像發(fā)現(xiàn)林火目標自動報警、定位、鎖定跟蹤火源移動。

　　熱成像自動鎖定高溫點

　　熱成像自動鎖定高溫點，同時也得到高清晰度攝像機傳回實時穩(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、透風沙功能，對森林環(huán)境中的霧、霾、風沙具有明顯的穿透效果;具備圖像降噪、夜視增強、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。

　　“測溫預警型熱成像+高清可見光”雙視系統(tǒng)安裝在同一個云臺上，既可以保證兩個攝像機監(jiān)視的是同一個區(qū)域位置，也解決了紅外熱像難以識別目標的問題，便于及時判斷的具體報警點。

　　前端采集、傳輸與數(shù)據(jù)管理

　　7×24小時不間斷的“測溫預警型熱成像+高清可見光”視頻監(jiān)控和集中錄像，及時發(fā)現(xiàn)火情或火災隱患。還可對森林砍伐、造林情況、濕地保護、病蟲害防治、野生動物等森林資源進行監(jiān)控管理。對系統(tǒng)采集的熱圖進行自動目標識別，通過圖像配準的方法識別出該有效的監(jiān)測目標，保證溫度監(jiān)測的有效性。

　　自動預警

　　在系統(tǒng)巡航過程中，如發(fā)現(xiàn)目標設(shè)備溫度異常自動報警，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，確認告警情況并排除隱患。

　　前端監(jiān)控點安全防護和應(yīng)急廣播

　　在每個監(jiān)控點架設(shè)安全防盜監(jiān)控系統(tǒng)對鐵塔設(shè)備進行防護，同時通過網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)對前端進行音頻廣播。

　　遠程語音通信

　　省、市、縣三級監(jiān)控中心同所轄林區(qū)前端監(jiān)控點進行點對點雙向語音通信、及各級監(jiān)控中心的對前端監(jiān)控點的語音廣播通信。(覆蓋“省-市-縣-林場”)。

　　專用前端設(shè)備

　　采用野外重載數(shù)字云臺，具有實時回顯位置信息功能，能進行火場定位，電動三可變長焦距鏡頭配備遠程可控濾色片低照度高清晰攝像機監(jiān)控半徑可達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)能夠安全運行;平臺軟件能自動識別、分析定位。

　　二維、三維GIS

　　實現(xiàn)地圖基本操作功能，通過各類空間操作和分析方法，通過二維或三維方式查看山形地勢，實現(xiàn)對森林火災的分析預報，森林防火工作的動態(tài)管理，為防火提供直觀的規(guī)劃和決策支持。

　　火情自動識別

　　當監(jiān)控攝像機/測溫預警型熱成像自動巡視中撲捉到林火時，系統(tǒng)具有的火情識別功能，可及時告警并聯(lián)動報警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發(fā)現(xiàn)火情及火點位置。

　　火情報警聯(lián)動

　　一旦火情自動識別模塊判斷出圖像上有疑似火點，立即自動發(fā)出報警、通知監(jiān)測人員，同時，也可在 GIS軟件平臺上，進行火情自動跟蹤和火場定位，如果確認火情，發(fā)出林火報警信息。

　　報警信息短信轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)模塊

　　針對系統(tǒng)探測出的報警信息，本系統(tǒng)支持通過短信息的方式向預先設(shè)定的電話號碼發(fā)送報警信息短信。

　　紅外熱成像在森林防火中的作用

　　紅外熱成像系統(tǒng)通過接收物體發(fā)射的紅外線，經(jīng)過一系列的處理，可形成物體表面的熱圖像，并進行相關(guān)部位的溫度測量。主要特點有：

　　穿透煙霧、克服雨霧能力強

　　森林氣候復雜，雨霧或火焰產(chǎn)生的煙霧往往會掩蓋初始火情，造成火情加快蔓延而成災。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)真正著火點以及火災的蔓延趨勢。

　　抗隱蔽性強，挖掘潛在隱患

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

　　全天候監(jiān)測，不受可見光影響

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

　　獨特的熱能狀態(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證的診斷技術(shù)。熱成像攝像機通過對非接觸探測到的紅外熱能加以量化，能準確測量被攝物體表面溫度，通過對被攝場景的熱能分布和溫度分析，實現(xiàn)對環(huán)境或物體的異常診斷?？勺粉檲鼍盎騾^(qū)域高溫目標，當溫度高于設(shè)定值時可發(fā)出報警。

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

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