李映廷

摘要：指出了森林火灾一直是森林当中一个较为严重的隐患，居高不下的发生率是世界上拥有大面积森林面积的国家都需要面对的问题，分析了针对森林远程监控系统研究的必要性，阐述了其监控系统的关键技术，探讨了森林防火监控系统中其他设备的支持技术。

关键词：森林防火；视频系统；技术探究

中图分类号：S762.3

文献标识码：B 文章编号：1674-9944（2017）13-0189-02

1 引言

由于森林火灾的发生具有随机性和突然性的特点，在破坏性方面又十分强大，因此对森林防火以及森林火灾的早期预警就显得十分重要。森林火灾，在规模和扩大速度方面是难以利用人工的方式进行控制的，因此一旦发生森林火灾，后果都会非常严重，除了对森林当中树木等各种资源造成破坏，对野生动物的栖息场所和安全造成影响外，对人类社会的影响也十分巨大。大面积的火灾造成森林面积减小，对其下部地表水土的保持能力也会减弱，从而造成水土流失等更加深远的影响。

2 对森林防火远程智能视频监控进行研究的重要性

通过视频监控系统对现代森林火灾进行监控和预警，借助图像本身携带的大量信息，对森林火灾进行有效的预警，在没有灾情发生时，也能够对森林实施动态的检测，并及时对信息进行记录，对森林进行全面的控制以减少森林火灾发生的几率和安防人员的反应时间。

我国早期的森林火灾的监测工作主要采用地面巡逻的方式来进行，而这种方式使用时会受到人力和技术层面的限制而无法全面进行，在进行地面巡逻时还会形成较大的运营成本，由于种种原因，导致在对森林进行火灾监控的过程当中，出现了以视频监控的方式作为地面巡逻的补充。在视频监控方式的应用当中，也受到4个方面的限制：第一是由于视频应用过程中由于偏远山区或林区里无法对基本的生活需求进行满足，瞭望台即便进行建立也不能进行充分地使用；第二是森林火灾的监测很大程度上要收到地形和地貌的限制，一些关于森林火灾的数据不能被准确分析；第三是这种监测受到的影响过于复杂，雷电天气、阴雨天气都不能利用瞭望台进行测量；最后是天文台式的监测方法由于过于依靠人员的经验，无法准确对森林火灾情况进行精确判断，而且瞭望人员也常常会受到环境、气候、动物甚至森林蚊虫传染病等方面的威胁无法完成对森林火灾的监测工作。

随着现代科技的快速发展，现代技术在视频和监控方面的不断创新，对于森林火灾的预防监控手段也不断随着科技的进步而完善，其中就包括了定点监测、航天巡护甚至是基于卫星技术的及时检测技术。新技术的发展无疑给森林防火工作带来了新的契机，为了更好地应用这些新技术投入到森林防火技术当中，森林防火远程智能视频监控系统也就应运而生，将各种视频监控系统进行结合，从而在人力、物力等资源方面进行有效节约，并提高对森林火灾监测预防的能力，结合现代化技术更加有效地控制森林火灾的发生，这也是现代对森林防火远程智能视频监控系统进行研究的一个主要原因。

3 森林防火远程智能视频监控系统的关键技术

3.1 系统

森林防火远程智能监控系统的构成部分较为简单，包括在系统当中包含森林防火工作中发挥出指挥功能的监控中心以及其传输的网络；前端设置的采集点实施监控的多样设备两部分组成，通过利用双通道智能分析系统在全天候的工作时长内进行的监测，对火灾早期预警以及火源火势的报警进行有效实现，此外还根据智能预警系统实现对动态疑似火源的报警，在防火人员进行工作时提供较为可靠的高质量红外图像和现场画面。并且利用红外技术在火源等区域当中温度监控方面的优势，对一些高危地带的温度实施全天候控制，之后智能分析系统对采集到的数据和图像进行系统分析，判断出现场的状态。

远程监控系统的前端设备通常是设置在森林瞭望塔制高点上的，除了普通可见光的视频监控设备，还包括有红外线监测设备，以此实现对森林火灾的多项监控方式的建立。

3.2 视频监控系统

视频监控是整个系统的重要组成，而摄像部分则是视频监控系统的重要组成，而在摄像部分当中，除了有常见的摄像头、摄像机之外，建设云台和使用防护罩也是重要的部分，此外系统中还应当应用相应的报警探测器以及译码器等工具帮助视频正确传输和转录。通过不同的传播介质将视频的摄像部分与控制系统进行有效的连接，构成视频监控系统。

3.2.1 摄像机

摄像机是这个视频监控系统较为前端的设备之一，而摄像机的主要工作方式是通过图像传感器对监控环境下所对应的图像进行有效获取，并进行记录和传递。除此之外，还需要同步信号生成電路来配合摄像机的工作，产生图像并存储或传输图像信息。摄像机通常分为彩色和黑白两种，黑白摄像机在分辨率上更有优势而且能够兼具红外成像的功能，因此在视频监控系统的应用范围十分广泛。而彩色摄像机虽然能够在白天进行很好的图像监控，但是在夜晚就无法发挥出应有的作用，因此采用的数量与黑白摄像机有所差距。

3.2.2 镜头

镜头也是摄像部分一个重要的组成，同时也是整个视频监控系统的基础，实际操作中，镜头一般是与CCD摄像机配合使用，在多场合、多视角、多视距下形成全方位监控。而在利用镜头进行拍摄的过程中，也会因为监控空间和摄影的方向等原因出现监控死角或盲区，这时就需要在视角方面进行控制，避免摄像盲区的出现，以此提高镜头乃至摄像系统在森林防火远程智能视频监控系统中效果的发挥，也使监控区域得以有效扩大。

3.2.3 云台与防护罩

云台是摄像第底部帮助摄像机转动的装置，是实现自动拍摄的主要设备，云台方面的辅助也能够实现拍摄角度的多方位调节。通过云台实现摄像机的转动是全方位的，在垂直或水平方向都能够实现。而云台也分为室内和室外两种，室内用云台相对较小，也不需要防水等措施，而室外的云台在承重和规格上通常会较室内的云台大，而且由于室外环境复杂，也会有一些防护措施作为保护，一些高端的云台也会应用防护罩作为对云台和摄像设备的保护设施。

3.3 传输技术

传输技术一般是针对视频信号和控制中心控制指令的发布来构建的，而在信号的传输当中，根据传播途径的不同也分为有線传输和无线传输两种。其中有线传输重要利用电缆（或光缆）对型号进行点对点式的传输，而另一种则是通过微波或高频传输等手段实现的无线传输。在深林防火远程智能视频监控系统的建设过程中，由于山区面积较大，也导致了不同瞭望点之前存在着较远的距离，加上有些路径还较为陡峭，不利于线路的布设，因此比较适合应用无线传输方式，而在林区检查站等站点，由于视频监控的设备之间较为密集而且站点之中人员设备实施力度较大，因此在其中应用更加稳定的传输也较为重要。

3.4 控制系统

控制部分的影响在视频监管控制系统中具有举足轻重的地位，一路输入可以多路输出信号的切换控制器和非单一画面切割控制器组成了往的控制部分而随着当前科技的不断发展，微处理器从性能到速度都已经有了质的改变，单片机的性能也有了増强，再加上多媒体技术的应用，都为系统按制设备的改造升级提供了技术支持，实现了视频监控系统从功能到结构的全方位变化。并且伴随着现代数字技术的更新发展，此为基础的视频矩阵的实现也不是遥不可及的事请，并且数字视频矩阵必将成为可预见的新的发展趋势。

4 系统当中其他设备支持

4.1 解码器

装置在摄像机旁边，类似于摄像机属于视频监管控制系统中的前端装备的装置就是解码器。解码器通过控制电缆与云台及摄像镜头连接在一起，同时通过通信线与系统的中也主化进行连接。解码器上安装有拨码开关，通过该开关可进行解码器编号的设置，通常情况下解码器的编号应当与其对应的摄像机编号保持一致，否则容易造成操作过程中的混乱。

4.2 红外系统的部分

红外热像仪的结构主要由红外镜头、调焦凸轮、调焦镜筒、微动开关、调焦电机、角度传感器、红外探测器组成。调焦机构的作用是在外界条件发生变化时，为系统提供补偿，保证系统成像清晰。结构配有微动开关限位结构，保证调焦过程中，使运动部件不会超化设计行程，一方面保护了结构部件，另一方面还为操作提供便捷，使调焦耗时不至于过长。探测器的连接采用法兰式结构。通过修磨调整垫的后都有尺寸，保证探测器的像面处于成像的最佳轴向位置。同时，该固定方式稳定性极佳，具有较好的抗震动冲击性能。通常，调焦电机的驱动部件需要有特殊的设计，最为常用的是大减速比行星直流减速电机。

5 结语

森林的防火技术，目前在世界范围内都得到了广泛的关注，在一些科技较为发达的国家甚至能够利用卫星配合技术对森林情况进行监控，我国在此类技术当中还需要加大投入才能得到充分地发展，以配合其他方面的工作起到保护森林资源的最终目的。

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