森林防火自动监测预警指挥系统设计说明书.doc

14森林防火自动监测预警指挥系统设计说明书森林防火自动监测预警指挥系统设计说明书目录1 系统概述32 系统目标33 系统特点33.1 自动监测管理33.2 现场跟踪指挥44 系统组成及模块功能描述54.1 系统架构图54.2 火灾扑救指挥系统54.3 森林防火日常办公管理子系统65 系统设计策略：75.1 系统基本输入输入用例分析75.2 系统基本输入输出说明76 数据设计86.1 人员表设计87 接口设计128 界面设计：131 系统概述森林是人类生存和可持续发展的宝贵资源，往往由于人为因素或自然因素的影响，而饱受森林火灾的致命侵害，严重危胁和损害森林生态和人类生命财产安全。森林防火是一项长期的、艰巨的工作。传统的森林火灾监测、扑救、火险预测等防火技术存在实时监测难、数据分散、通信不方便、应急反应慢、不易归档统计、评估预测无可比性等诸多缺憾。20世纪90年代以来，3S(GPS、GIS、RS)技术迅速发展和集成，数字地球、数字城市、数字林业逐渐由设想变为现实，各国政府投入众多的人力物力研发3S信息系统。作为与地理信息密切相关的森林防火，采用3S技术，可以大为提高森林防火的监测、救援、预测、分析、统计、决策水平，从而防患于未燃，发现于小火，及时扑救，最大限度地减少森林火灾的损失，保护森林生态资源和人民生命财产安全。建立森林防火自动监测预警指挥系统，是防治森林火灾的一项重要的非工程性措施。森林防火自动监测预警指挥预警系统集自动采集、传输、查询和决策为一体，实现了火情测报、救灾调度的自动化和现代化，提高了森林防火指挥手段的先进性，可有效增强地区抗御森林大火灾害的能力。森林大火的防御策略是“以防为主，防重于救”，防御防治的方法是既要采取工程措施，提高工程防洪标准，也要采取非工程措施，建立综合防灾减灾体系，提高防灾抗风险能力。2 系统目标森林防火自动监测预警指挥系统是以森林火情监测、救灾指挥为主，将GIS 技术、数字图像处理技术等高新技术综合应用于森林资源管理中的高科技产品。系统利用多种监测手段，将地面巡护、瞭望台监测、航空巡视、卫星遥感等多种监测方法结合在一起，充分利用各种监测手段的优势和长处，形成优势互补，提高监测准确率、缩短监测时间、降低监测成本、节省大面积监测中花费的人力、物力、财力，以快捷、高效、智能化的科技手段极大的提高自动监测的能力和扩大监测范围。森林防火指挥系统针对不同地区的森林现状通过监控管理指挥中心系统、无线传输系统、摄像机和镜头系统、云台控制系统、火点位置并标注在GIS系统上和三维图上，结合气象信息，可提供火势蔓延的动态预测，为扑救火灾决策提供辅助支持，大大降低了工作人员的工作劳动强度，提高了防火、救火决策的科学性和准确性。系统的总体设计原则是标准性、以人为本、科学性与先进性、开放性与灵活性、可维护性、可移植性、友好性、可靠性与稳定性、安全性高效性。3 系统特点3.1 自动监测管理利用人工巡视和定点观测、航空监测和卫星遥感、视频实地监测和气象预测系统相结合，实现全方位森林火灾预警和指挥。视频监控子系统视图主要用于摄像头视频的预览，设置一个当前活动窗口，对云台及镜头所作的控制均是操作于当前活动窗口。同时设置多个非活动窗口，将各处视频监测信息于同一界面展示，获得更加直观、全面的监测效果。1. 接收监测视频数据流，对数据流进行处理，取得单帧图像。针对每帧图片进行林火识别报警（第一次报警），唤醒监测人员启动交互式识别系统，进行人工林火识别，同时命令摄像机瞄准目标并固定扫描范围；2. 通过交互式林火识别，如果排除林火，则命令摄像机继续正常工作；如果林火确实，立即发出正式报警（第二次报警），同时命令摄像机定点扫描，不断地传回现场林火图像；3. 起火点定位：根据监测点数字云台的状态信息，摄像机参数和图像采集时间，计算起火点位置；4. 在地图显示窗口实时显示监控点工作状态、监测区域，并能点击查询开窗显示当前监控点；5. 视频采集设置：视频质量控制，单帧采集时间，烟火识别敏感度（可根据火险等级自动调整），扫描时间，扫描范围等设置；6. 手工操控监测：系统提供模拟云台，方便操作员手控控制监测设备检查林区，特别是在初次报警后或者发生火灾时；7. 监测数据存储入库：采集的视频数据和数据位置信息根据设置存储入库。卫星监控子系统通过接收商用遥感卫星数据，并针对卫星数据应用定制的图像处理流程，初步判定可疑火点，并进行初次报警，等待操作员人工判定；如确认起火，则发出正式报警，并通知防火扑救指挥子系统进行扑救准备；如果确定未起火，则解除报警，进行常规监控。图像处理功能由数据处理子系统提供嵌入式处理插件，并可针对不同的商用遥感卫星数据定制处理流程。 气象监控子系统连接多个气象监测站，实时提供气象数据。根据需要在不同区域架设气象监测点，采集温度、湿度、气压、风向、风速等气象数据，跟据气象数据、林相数据、基础地理数据生成火险指数图，划分火险等级，并生成火险等级图。气象监测数据在发生火灾时，为火势蔓延预测提供重要的气象依据。3.2 现场跟踪指挥利用单兵监测单元实地采集火灾前线第一手信息资料，利用现场指挥车把现场收集的重要信息和图像利用通信卫星或无线宽带网传输到指挥中心，同时可接收指挥调度中心的有关指令和作战方案，对现场人员进行指挥和调度。现场指挥车系统，也可作为通讯基站和指挥中心进行通讯，现场处理人员所需查阅的资料可以通过现场指挥车转发而获得相应信息。同时通过灾害动态模型分析技术以及历史经验积累，预测事件的发展趋势、影响范围、严重程度等。基于现场灾情情况分析出的预测信息，帮助指挥中心及时调整应急救援措施，将实时现场指挥变得科学、高效。4 系统组成及模块功能描述4.1 系统架构图系统主要构成为数据服务端、数据管理客户端、数据处理子系统、林业火灾扑救指挥子系统、林业火场三维模拟显示子系统、林业防火地理信息系统。4.2 火灾扑救指挥系统火灾扑救指挥子系统工作在各级森林防火办内网的客户机上，并连有GPS信息接收设备，将林业火场和扑火队伍的动态显示，并根据火灾地区的地形、生态、天气情况应用科学的分析模型对火灾蔓延情况做出预测，以实现远程指挥。 预案制作子系统预案制作系统分为常规预案制作和任务预案制作两大部分，以灵活的方式将书面预案转化为电子预案，同时结合GIS信息系统、三维显示、动态推演、工作流管理等工具，将预案以直观、形象、清晰、明了的方式展现出来。决策分析子系统叠加遥感影像进行分析，对火点位置的地形地貌、林火资源分布状况（树种、面积、年龄等）、可燃物种类与性质、隔离带（防火林带、防火线、道路、河流）、季节、气象（风力、风向、晴雨书馆天气状况）等信息的分析；根据一定的模型动态计算自动生成林火发展蔓延的模拟效果，使指挥人员在办公室即可看到未来一段时间内林火发展蔓延的趋势和情况，供扑救指挥参考。指挥调度子系统利用3S技术、视频监控和其它林火监测系统（如上级防火网络、了望台、地面巡护人员与公众报警等）进行林火区域定位，得到火场详细位置信息，扑火人员队伍和车辆的位置信息、行进轨迹信息，为林火监测、林火指挥扑救提供决策依据。 指挥辅助决策利用卫星热点定位进行火场实时情况更总，在地图上进行扑火行动标绘，火情态势进行跟踪，为火场扑救提供辅助决策。4.3 森林防火日常办公管理子系统将日常办公系统、地图查询技术集成于同一系统之中，存储于同一数据库，真正实现了OA和GIS技术一体化，为防火指挥各级领导和工作人员提供了图文一体化的基于B/S结构的协同工作应用环境。实现日常业务报表, 火灾火情和防火业务报表等自动传送和自动统计。5 系统设计策略：5.1 系统基本输入输入用例分析5.2 系统基本输入输出说明名称标识符描述系统配置信息SLFH-XTPZXX在系统界面定制服务功能中进行处理，存储用户系统界面设定信息和用户使用者信息。可以设置和查看。空间数据信息SLFH-KJSJXX地理空间数据信息，有用户单位协助提供制定区域的空间数据信息。气象信息SLFH-QXXX气象信息由气象部门或者使用专用的气象设备采集得到实时数据，用于给监测员和普通用户作为预警的环境参考。物资管理信息SLFH-WZGLXX对于不同区域、不同种类的各种救灾物资的统一管理信息，用于给指挥人员进行决策分析和统一调度时使用。业务基本数据SLFH-YWJBSJ业务数据用户使用业务软件和系统初始化所产生. 实时监控信息SLFH-SSJKXX对林区现场环境的实时监测数据，用于进行林火的自动监测和预警。指挥信息SLFH-ZHXX由指挥员或者辅助指挥员下达的简单调度和要求。指挥信息将会由系统进行分析、转换成为用户可以看到的指挥事件并记录。用户信息SLFH-YHXX由系统管理员管理并录入，并作为用户接入到系统的校验依据，同时也是区分用户，差异化用户体验的依据。6 数据设计6.1 人员表设计人员表的卡片名称人员表代码SLFH_res_person父类Physical Data Model SLFH注释人员表元素类型RelationalOnCommit人员表的约束名称CKT_SLFH_RES_PERSON人员表的列清单名称代码ididuser_iduser_idnamenamesexsexageagejobjobpositionpositionmajormajorskillsskillsspecialityspecialityoccupation_ageoccupation_agetypetypeteltelmobilemobileemailemailaddressaddresscontact_addresscontact_addresspostcodepostcodecontact_personcontact_personcontact_telcontact_telgroup_idgroup_id人员表的列id人员表的列id 的卡片名称id代码id注释主键数据类型VARCHAR2(32)人员表的列id的标准检验最小值最大值默认值单元格式大写FALSE小写FALSE不可修改FALSE值清单默认值人员表的列id的约束名称CKC_ID_SLFH_表格列id的键清单名称代码主要的Key_1Key_1TRUE人员表的列user_id人员表的列user_id 的卡片名称user_id代码user_id注释用户ID，引用用户表的id数据类型VARCHAR2(32)人员表的列user_id的标准检验最小值最大值默认值单元格式大写FALSE小写FALSE不可修改FALSE值清单默认值人员表的列user_id的约束名称CKC_USER_ID_SLFH_人员表的列name人员表的列name 的卡片名称name代码name注释姓名数据类型VARCHAR2(32)人员表的列name的标准检验最小值最大值默认值单元格式大写FALSE小写FALSE不可修改FALSE值清单默认值人员表的列name的约束名称CKC_NAME_SLFH_人员表的列sex人员表的列sex 的卡片名称sex代码sex注释性别数据类型NUMBER(1,0)人员表的列sex的标准检验最小值最大值默认值单元格式大写FALSE小写FALSE不可修改FALSE值清单默认值人员表的列sex的约束名称CKC_SEX_SLFH_人员表的列age人员表的列age 的卡片名称age代码age注释年龄数据类型NUMBER(3,0)