电子监控技术在林区资源调配及防火中的应用

崔竣航

（东宁市林业和草原局，黑龙江 东宁 157299）

0 引言

森林行业的发展一直秉承可持续发展的循环经济的理念和思路。鉴于其自身特性，树木在被砍伐以后森林资源的再生是一个非常缓慢的过程，必须进行全方位的抚育再生操作，才可以使森林产业健康可持续的发展。所以，相关部门需要科学开发和使用森林的相关资源，并且强化相关资源的防护，特别是必须充分搞好森林防火减灾任务。林场一旦发生火灾将会对森林资源造成极为严重的损害，甚至可能给相关森林带来毁灭性的破坏，排除相关财产损失，还可能造成大量人员伤亡，因此，有关部门需要将森林防火任务切实落实到位，尤其是处在平时林场巡逻进程中，需要针对森林火情的隐患着重预防排查，切实搞好适当的防火减灾相关任务，以此为我国林业领域的健康可持续发展打下坚实牢固的安全基础。

1 电子监控技术的工作原理

在森林防火减灾中使用电子监控技术，指的是一类集成图像监测、自动报警、智能调配以及防盗预警能力于一身的集成智慧化森林防火减灾数字化系统，前端森林电子监控技术是采用高清频谱云平台摄像系统，对于森林范围内实施24 小时火灾隐患监测，如果发生火情，则能马上借助前端摄像系统实施定位捕捉，并且把视频图像和环境数据上传至控制中心。且无线传送子模块则会把前端摄像系统所捕捉到的有关数据即时传送至控制中心，保证火情可以在第一时间得到传输。

2 森林火灾预警系统中的相关遥感技术

在我国林区相关资源调配过程中，森林资源防火工作的重点都是放在预防为主、快速扑灭火苗，防止火灾蔓延层面上的，因此森林资源火情预警工作中相关的遥感解决方案发挥着核心作用。通常来说，森林火情预警工作一般是依据特定时间段内的相关气象信息数据、火源情况、地形特征、可燃物的干湿情况和相关属性特征等实施全方位研究和评估。相关工作人员需要依据林场火情预警信息来指挥灭火作业的具体行动，并且依据其特性做好信息的归纳总结，进行林场的中长期火情趋势评估、短期火情等级评估等工作。

森林资源火情预警工作受气候条件的影响，准确性有所波动，伴随着因特网等信息技术的飞速进步和发展，林场相关资源调配工作中森林火情预警的愈来愈重要。3S 技术及电脑互联网信息技术系统是现阶段林场相关资源火情预警层面的主流解决方案。许多林场的相关火情预警通常是借助神经网络的解决方案来研究森林火情蔓延及自然环境要求的相关联系，火情现场的相关火灾各项参数是使用GPS 方法来收集的，并且对于火情现场的区域进行调控，而在空间层面的研究是以GIS 方法为主流方案，采用该方法对于火情现场的周边环境要素实施采样，并且用VLBP 神经网络系统方案在Matlab 程序上进行模拟运算[1]，经过计算得出林场火情风险预测方面的状态方程，随后依据林场火情风险状态模型和林场火情蔓延状态模型进行构建风险状态模型，并且相关模型计算方案是采用神经网络相关方法对于非线性相关联系特性的较为准确的评估功能，而非先验性质的概率统计类模型，因此通用性较好。

现以某自然保护区的林场为例进行说明，在针对该林场的相关林业资源的分布状态实施相关研究的过程中，需要充分考虑林场内相关植被的易燃属性。用常见的亚热带常绿阔叶林和北亚热带常绿落叶/阔叶混交的林场视为燃烧属性的分量，随后综合运用相关指标针对此类树木类型的燃烧属性进行相关评估和计算，对各类树种的燃烧层级实施区分，把不同等级的小范围植物区域和其占据的百分比进行集中统计，根据实际林区的经营健康状况，采用GIS方法绘制林场的燃烧风险等级区域分布图形，林场相关资源防火方案能够使用的形式有林地肥力修复、火情隐患等级减弱等，而火情预警的常规方法则为室内测定方法、经验推断方法、野外综合实验方法以及数学计算方法等手段。

2.1 遥感视频信息颜色显示和色域值的选取

常规的三维信息构造分为2 类。格栅信息构造及空间矢量信息构造，遥感视频信息是格栅图形格式。为了实现颜色显示区间规范化的目的，其所有像素能用红、绿、蓝3 个值显示，色域值：（0～255）。能够依据实际需要对各类颜色进行转换。比如：光强参数I=（B+G+R）/3，色彩饱和度S=1-3min（B，G，R）/（B+G+R）。

2.2 图斑颜色数据的选取

图斑内部平均像素值能够经由GIS 获得，GIS 是根据地理信息为依据，具备地理图像及空间捕捉功能的信息管理体系，该体系能够体现出图斑和像素元的空间包括关系。

3 林区森林火灾检测中遥感技术的广泛使用

林区森林火灾的监测方法是使用相关消防知识及手段，传达研究林区火灾状况产生的可能性的进程，监测是使广大人民群众可以明确认识到科学技术的进步及人们日常对林区火灾的认知程度提高对于林区火灾扑救的关键性。例如，在林区火灾的监测进程中，采用空中喷洒灭火、巡察防护、侦测空降机降灭火等过程中会运频繁使用飞机。林区火灾监测系统、灭火系统等就会大量使用互联网科技进行消防作业，与此同时也在林区火灾模块化监测中被广泛使用。

林区火灾消防相关部门可以使用遥感技术传达林区火灾现场数据，相关消防救援人员就能够依据这些数据信息来下发科学合理的灭火命令。林区相关消防救援人员最重视的即为使用遥感技术对林区火灾和火灾周边环境变化实行合理有效的监测。假如林区火灾区域过大，使用飞机监测火灾及人工监测的方式，既会使救援成本大幅增加，也会导致救援过程复杂低效，特别是非常不便于监测分析盲区的林区火势。微机系统会依据卫星遥感技术针对林区火灾实行研究，为林区消防救援人员提供非常清晰的火灾数据信息。森林防火预警遥感系统，如图1 所示。包括主要包括卫星遥感监测、航空遥感监测及和地面遥感监测3 个部分，该系统的优势为使用简便、遥感数据分辨率高、能够及时对火情灾害预警、能够出动到人员难以到达的偏远区域完成数据获取任务。

图1 森林防火预警遥感系统

经对比在林区火灾监控中比较普遍的两类遥感解决方案NO-AA/AVHRR、EOS/MODIS，国内现阶段一般使用美国NOAA 气象卫星进行监测林区火灾，该类卫星的参数源是覆盖整个地球的，是一类无偿遥感参数源，其特征是高密度、短周期、时相多动态遥感方式，可以最大限度地为林区森林火灾提供及时有效的监测作业，但是关于林区火灾数据提取来讲，该技术的分辨率是一类技术难点。林区火灾监测中EOS 卫星有着非常广泛的使用前景，该卫星既可以有效监测地球表面的温度及湿度，也可以直接监测林区发生火灾的情况，在林区火灾动态的监测进程中，NOAA卫星可以非常高品质的提升林区火灾监测的精准程度和定位精度[2]。

4 森林火灾电子监控技术应用过程中产生的问题及解决方案

4.1 森林火灾电子监控技术应用过程中产生的问题

森林火灾电子监控技术的使用对国内森林火灾防控领域发挥了关键的作用，然而因为其作业条件是在自然环境变化多端的森林环境，因此难免发生问题，而且有关科技水平未能实现非常成熟稳定也可能为森林火灾电子监控技术的推广带来不利影响，森林火灾电子监控技术是一种高新技术装备，自身的装配成本比较高昂。除此以外，其监控设备排布在范围广阔的森林中，难以安装，分布范围较广，采用的相关技术、人工成本和相关设备等成本较高，因此从安装困难及预算管控角度，全方位森林火灾实现电子监控还存在较大的难度。

4.2 电子监控技术使用问题的解决方案

为了实现更好保护国内森林资源的目的，如果想要普及电子监控技术要从2 个方面着手。1） 尽可能缩减电子线路的排布及瞭望塔的搭建，进而节省建安成本，更多地采用无线网络连接模式实施数据传送，在加快传送速率的基础上同时节省人力物力。2）如果无法实现全方位监控，挑选适当的区域可以最大限度地监测森林火灾，防止过度浪费宝贵的资源。在挑选森林火灾监测地点时，需要采用到科学建模方案、电脑空间技术和火情历史信息等技术数据科学挑选监控地点，确保使用具有代表性的监控地点，提高森林火灾监测效果。

5 结语

在现阶段林区森林防火监督管控进程中，遥感技术的使用正在日新月异的发展及进步，并且在林区消防作业的全部过程中从始至终都起到非常关键的作用。使用遥感技术对森林火灾救援进程中的火情进行视频监控，针对森林火情燃烧规律实行详细研究及分析，能够使消防救援人员采取科学合理的灭火命令并且在第一时间发出到达森林火灾救援现场，采取正确合理的森林火灾扑灭方式有效控制林区火势。然而在调查火灾的时候，森林火灾消防救援人员能够依照遥感卫星传送的现场照片来推断着火点及森林火灾实际着火区域。