一、方案概述

森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染。森林火灾具有突发性，灾害发生的随机性。短时间内能造成巨大损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。为此国内外都在为预防,减少和控制森林火灾而努力。 为了早日实现森林防火工作的规范化,科学化,信息化， 贯彻“预防为主，积极扑救的方针”，真正做到早发现，早解决。森林防火监控系统主要是由林区监控管理指挥中心、传输系统、前端基站等组成。由于森林区监控点分散，山区自然条件影响，森林防火监控系统的方案制定，设备选型需要更加严格。林区监控管理指挥中心系统还具有向上级林业局和省林业厅接口的功能。

二、项目背景与需求

1、项目背景

天然林保护工程以从根本上遏制生态环境恶化，保护生物多样性，促进社会、经济的可持续发展为宗旨；以对天然林的重新分类和区划，调整森林资源经营方向，促进天然林资源的保护、培育和发展为措施，以维护和改善生态环境，满足社会和国民经济发展对林产品的需求为根本目的。对划入生态公益林的森林实行严格管护，坚决停止采伐，对划入一般生态公益林的森林，大幅度调减森林采伐量；加大森林资源保护力度，大力开展营造林建设；加强多资源综合开发利用，调整和优化林区经济结构；以改革为动力；进一步发挥森林的生态屏障作用，保障国民经济和社会的可持续发展。

加强天然林保护的基础设施体系建设是天然林保护工程的基础和保障。缺乏良好的基础设施，对于加强营造林事业、保护好天然林资源势必造成不利影响。基础设施体系建设应遵循满足需要、突出重点、量力而行、分步实施的原则，其主要内容包括林区路网建设、林业机械设备和营林站点建设等。

加强森林防火和病虫鼠害防治，制止乱砍滥伐和非法采猎，是保护和发展森林资源的关键措施，建立健全森林保护体系，是天然林保护工程的重要保障。该体系建设的主要任务和目标是，加强森林防火工作，努力降低森林火灾可能造成的损失和影响；积极开展森林病虫鼠害防治，严禁危险性病虫害的入侵和蔓延；坚决制止乱砍滥伐、无证采伐和越界采伐，确保木材调减量落实到位；依法保护和利用野生动植物资源，严厉打击非法采猎国家保护的珍稀动植物的犯罪行为。

2、项目需求

“天然林保护无线视频监控系统工程”是以新疆天然林保护区为重点和主要对象，以地理信息为基础，基于成熟的无线传输技术、网络视频系统和数字定位技术，集防火信息管理、生态建设管理为一体的综合应用系统。本系统应主要满足以下三方面需求：

一  森林资源监视：

1森林资源消长变化情况、森林病虫害和天然草地的监视；

2盗砍盗伐：防止非法进入保护区进行植被砍伐活动，牟取暴利；

二森林火灾监测：

1烟火监控：保护区的火情监控，防止森林火灾的发生；

2野生动物监视：

3对野生动物的生存环境，种群数量等进行监视，对盗猎等行为进行监控。

三、解决方案

天然林保护区无线视频监控系统工程”引进国际上先进的防火技术，以国内价格水平提供国际品质的优质、稳定的森林防火监控系统。该系统是以保护区火情监测为主，将GIS技术、纳米波滤光技术、数字图像处理技术等高新技术综合应用于自然保护区的高科技产品。

本系统在监控森林火情的同时，还可以对森林资源、生态环境、野生动物，以及非法闯入保护区盗砍盗伐等进行有效监控。系统构成图示如下：

  系统由前端、传输及指挥中心三部分构成。另外，由于两个前端没有市电，因此要建设太阳能供电系统三套，还有要增高两个铁塔。 系统中每个前端采集站有独立地址编码，且每个前端采集站的坐标与地理信息系统中的位置一一对应，通过安装在前端采集站的定位云台巡回监控覆盖区域的林区火情，一旦发现火情，GIS系统接收到特定地址编码的定位云台回传的位置数据，即可实现火点定位功能。

该系统应具有以下特点： 

采用高可靠，大容量无线网桥实现远程恶劣环境下的视频回传。

可实现远程图像实时图传和控制，通过前端设备实时掌握现场情况。

视频信息可在IP网络上传输，用户可在网络上的终端看到现场的图像。

系统具有可扩展性，系统具有升级功能，适合保护区防火防护监控系统的发展要求。

实现无人值守,传统的视频监控方式与烟火自动识别报警软件相结合。

烟火自动识别报警,火点经纬度定位。

烟火识别报警软件与森林防火监控管理平台相结合。

具有强大的系统管理能力，实现多平台用户权限的管理。

四．方案说明

天然林保护区无线视频监控系统工程”项目由防火指挥中心（监控中心），传输系统，前端视频、数据采集系统，监控终端，铁塔，太阳能供电等组成。前端视频监控系统，各个前端视频监控系统包括：视像采集、云台控制及角度数据反馈系统、防雷、铁塔及地线系统。

软件系统包括：操作系统软件Microsoft Windows 2008 Server（标准版）、数据库管理软件SQL Server 2008（标准版）、地理信息系统（原有MapInfo GIS）、网络视频管理录像软件、林火识别报警系统等组成，还包括一些二次开发软件，如定位云台定位信息与GIS嵌合模块等。

（1）信息采集

利用建立分布在不同至高点的野外信息采集站，获取覆盖范围内的监控视频信息，实现全天候不间断监控。

（2）动态监测

在传输系统支持下，将视频图像及其它信息实时、同步传输到防火监控中心，实现实时观测保护区的动态情况，如盗砍盗伐及野生动物的监控。

（3）预案处理

监控中心配备林火自动识别报警系统，其主要任务是自动接收来自林火检测子系统的图像，进而根据图像上的信息来自动判断是否起火，并唤醒监测人员进行交互式的林火识别，最后做出确定的林火报警。 

（4） GIS信息

利用原有MapInfo GIS地理信息系统，提调相关数据了解并掌握火场的基础情况，实现准确定位。

2.2.1 系统功能概述

“天然林自然保护区无线视频监控系统工程”项目为监控控制人员提供监控控制功能，正常情况下摄像机在云台带动下工作在自动扫描方式下时，观测人员在监控中心可观测到一定范围内的森林、道路、人员及野生动物等实况图像，系统可进行全程录像；若遇异常情况，工作人员可及时将摄像机从自动状态下转为手动状态，并对有关目标进行跟踪、定位、放大，以便更加仔细全面地进行观测。

防火信息系统的主要功能如下：

采用国产42寸2*4液晶电视实时显示保护区监控图像，图像中同时包括相关数字信息如坐标,时间等；

数字图像可以通过无线通信设备和计算机网络实现远程传输；

所有视频图像进行全程录像存储，并可以对以往的历史图像进行查询和回放；

采用野外定位云台，具有实时回显角度信息功能；电动可变长焦距镜头配备远程可控滤色片低照度高清晰透雾摄像机，具有透雾、深化云烟功能，即使雾天也可以进行正常的监控；可以通过专用操作键盘或监控软件控制云台和镜头；

系统安全性高，采用人员身份认证、访问控制功能和审核功能等方式保证系统安全可靠；

查询简便性：采用时间流设计，可由时间、日期、前端采集点完成资料检索；

数字网络传输模式，方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接；

火情识别报警：当监控摄像机扑捉到林火时，系统具有的火情识别功能，可及时告警并联动报警录像，提醒值班人员察看显示画面，及早发现火情及火点位置；

GIS管理系统：依托原有MapInfo系统，以电子地图为基础,实现地图基本操作功能。

火灾定位功能：利用前端采集系统中的定位云台，在地理信息系统里将每一个监控点进行地址编码，同时将每一个监控点的坐标直接落实在电子地图上，这样地理信息系统一旦接收到特定编码的定位云台回传的位置数据，通过建立特定的位置转换数学模型，实现定位功能。同时，系统具备实现人工定位功能。

太阳能供电系统:电源供给在连续三天阴雨天的环境下,保证系统不间断供电；

系统中每个前端采集站有独立地址编码，且每个前端采集站的坐标与地理信息系统中的位置一一对应，通过安装在前端采集站的定位云台巡回监控覆盖区域的林区火情，一旦发现火情，GIS系统接收到特定地址编码的前端定位云台回传的火情位置数据，经GIS系统通过数据处理即可实现火点定位。