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科技计划(软件类参考) 1立项的背景与意义1.1立项背景目前全世界平均每年发生森林火灾22万次，受灾面积达1000万公顷，约占森林总面积的1permil;。 世界各地的森林火灾发生不均匀，在世界各大洲中，以大洋洲森林火灾最为严重，其次是北美洲，最少为北欧。 有的国家森林资源丰富，森林火灾也严重，如美国、加拿大、俄罗斯等，森林覆盖率在30%以上，年均火灾面积在百万公顷以上。 美国、加拿大、澳大利亚及欧州主要国家的林火管理水平、经费投入、防控森林火灾能力都处于世界领先水平，其火灾统计资料也比较全面准确。 我国森林覆盖率16.55%，人均占有森林面积仅相当于世界人均占有量的21.3%，人均森林蓄积量只有世界人均蓄积量的1/8；森林覆盖率只相当于世界森林覆盖率的61.3%。 1950年以来，我国年均发生森林火灾13067起，受害森林面积653019公顷，因灾伤亡580人，平均每年森林火灾1.3万次，森林火灾发生率10.8次/10万公顷/年，森林燃烧率6.9permil;。 其中1988年以前，全国年均发生森林火灾15932起，受害森林面积947238公顷，因灾伤亡788人（其中受伤678人，死亡110人）。 1988年以后，全国年均发生森林火灾7623起，受害森林面积94002公顷，因灾伤亡196人（其中受伤142人，死亡54人），分别下降52.2%、90.1%和75.3%。 森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。 森林防火工作是我国防灾减灾工作的重要组成部分，是国家公共应急体系建设的重要内容，是社会稳定和人民安居乐业的重要保障，是加快林业发展，加强生态建设的基础和前提，事关森林资源和生态安全，事关人民群众生民财产安全，事关改革发展稳定的大局。 简单的说，森林防火就是防止森林火灾的发生和蔓延，即对森林火灾进行预防和扑救。 预防森林火灾的发生，就要了解森林火灾发生的规律，采取行政、法律、经济相结合的办法，运用科学技术手段，最大限度地减少火灾发生次数。 扑救森林火灾，就是要了解森林火灾燃烧的规律，建立严密的应急机制和强有力的指挥系统，组织训练有素的扑火队伍，运用有效、科学的方法和先进的扑火设备及时进行扑救，最大限度地减少火灾损失。 森林扑火的基本原则“打早、打小、打了”。 森林防火工作的方针。 “预防为主，积极消灭”。 xx年1月1日，新的森林防火条例颁布实施，进一步健全了森林防火组织，完善了森林防火责任制，着力提高森林火灾预防和扑救能力，体现了以人为本、依法治火的理念和原则，确保国家和人民群众生命财产安全和生态安全。 目前，基于无线网络技术的远程无线监控系统，已广泛应用于森林防火监控领域。 我公司研发的“森林防火监控及林业资源管理预警系统”，由森林防火指挥部监控中心、无线传输系统，以及前端采集点构成。 是目前市面上最实用的森林防火监控预警系统。 1.2立项意义“森林防火监控及林业资源管理预警系统”避免了原始人工了望观察火情的局限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费用支出和管理成本，提高了林区企业的效应。 该系统在监控森林火情的同时，还可以对森林资源、生态环境、森林病虫害及野生动物和乱砍乱伐等林业活动进行有效监控。 综上所述，本项目的实施对长沙市以及全国的森林防火及保护起到了促进作用，对于林业资源管理的规范和完善也具有十分重要的意义。 2国内外研究现状与发展趋势2.1研究现状2.1.1国外现状 1、全球森林资源的概况森林覆盖地球土地面积的31%，世界森林总面积仅略超过40亿公顷，相当于人均0.6公顷。 世界森林总蓄积量为5270亿立方米。 世界范围内森林资源分布不均匀，森林面积最大的10个国家俄罗斯联邦、巴西、加拿大、美国、中国、刚果民主共和国、澳大利亚、印度尼西亚、苏丹、印度。 全球森林面积正逐渐减少。 2、世界森林的国别分布在国家层面，仅俄罗斯联邦一国就占世界森林总面积的20%。 分别拥有1亿公顷以上森林的国家有7个，森林资源最丰富的10个国家（俄罗斯联邦、巴西、加拿大、美国、中国、刚果民主共和国、澳大利亚、印尼、苏丹和印度）占森林总面积的67%。 其余的33%则分布在213个国家和地区。 有10个国家和地区（摩纳哥、卡塔尔等）报告没有符合xx年森林资源评估中定义的森林。 在有些国家，森林砍伐（主要将热带森林转变为农业用地）出现下降迹象，但在另一些国家，速度仍很高。 过去十年中，每年有大约1300万公顷的森林被转作其他用途或因自然原因消失，而20世纪90年代则每年为大约1600万公顷。 在上世纪90年代森林净损失率最高的巴西和印度尼西亚，损失率已明显降低，而在澳大利亚，自2000年以来严重的干旱和森林火灾致使森林损失情况恶化。 3、国际上现有的森林防火报警技术德国FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统德国投入使用的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统，正常监测半径10公里，安装该系统每套需7.5万欧元，而在勃兰登堡州安装需要120-130套，约1000万欧元。 美国护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转，探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。 美国使用无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测，虽获得了成功，但耗费了巨额资金。 加拿大加拿大采用卫星巡回监测系统加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度，当检测出某一林区局部温度上升到150200，红外线波长达3.7微米时，便是火灾前兆，立即测定具体温度，采取措施及时防火。 同时，加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾，飞行费每小时需5000-6000加元。 国外的技术有的虽然可靠，但需要借助高空卫星，且施工太复杂；有的技术方案基础实施投资太大，多达几十万美元，投入成本过高，这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。 2.1.2国内现状进入新世纪以来，我国林业贯彻“生态建设、生态安全、生态文明”的战略思想，坚持“严格保护、积极发展、科学经营、持续利用”的指导方针，实施以生态建设为主的林业发展战略，森林资源保护与发展取得了显著成绩。 但在森林防火还存在以下困难 1、经费困难森林防火基础设施差是制约森林防火工作的重要原因。 各地森林防火预防与扑救经费少，无力对森林防火基础设施进行投入，森林防火站点条件十分简陋，且数量不足；防火道路年久失修，毁坏严重；通讯不畅，森林火灾扑救手段落后，机具不够，快速反应能力差，对重特大火灾缺乏控制能力。 2、火源管理困难森林无论是山地林区，还是平原荒漠林区，森林与草原镶嵌分布，林牧交错，林区同时也是重要的牧区，而许多森林火灾都是由草原火引发的，因而存在着极大的火灾隐患。 林区蕴藏着丰富的野生动、植物资源及大量的矿产资源，多年来从事采药、狩猎、找矿采矿等人员有增无减。 他们大量进入林区活动，违法滥用火源，时常造成森林火灾。 同时，地区大部分旅游点，都是以森林景观为背景的自然景区，但森林防火紧要期与旅游旺季均在每年的6-10月份，伴随着森林旅游业的发展，进入林区的人数逐年增加，森林防火任务压力也越来越大。 火险等级高由于封育的结果，目前林区卫生条件很差，枯枝落叶，干草腐殖质逐年增多、积累，林内可燃物载量增多，一旦着火，遇上大风等恶劣天气，极易酿成大灾。 3、气候条件十分不利20世纪80年代以来，厄尔尼诺、拉尼娜现象的影响日益频繁剧烈，干旱、高温、大风或极端低温冻害等异常天气明显增多，全球森林火灾频繁发生。 哈密地区近年来也出现了历史少见的大风，高温，干旱少雨等天气，旱情严重，火险等级偏高，这些高火险天气的出现，对森林防火极为不利。 4、科技含量低森林防火基础设施和扑火装备落后，森林防火器具灭火器材、交通、瞭望、通讯等设施需要改进和完善，森林防火工作的科技含量低，在防扑火工作上缺乏先进的宣传、信息采集，火场监测等设备，也没有现代高科技扑火指挥中心。 2.1.3国内采用的监测方法 1、地面巡护地面巡护，主要任务是向群众宣传，控制人为火源，深入了望台观测的死角进行巡逻。 对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检查和监督。 存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进行地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。 2、瞭望台监测瞭望台监测，是通过了望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。 存在的不足是无生活条件的偏远林区不能设了望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白，观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；了望是一种依靠了望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。 另外了望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。 3、航空巡护航空巡护，是利用巡护飞机进行林火的探测。 它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察，可及时采取有效措施。 但也存在着不足夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不到，容易酿成大灾，固定飞行费用2000元/小时，成本高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重不足，这就需要用定点视频监测来弥补其不足。 4、卫星遥感卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。 能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。 它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映第13页共46页火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。 存在的不足准确率低，需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实，尤其是交通不便的地方，火情核实十分重要。 在接到热点监测报告2小时内应反馈核查情况和结果；卫星遥感监控森林防火的其不足是1）热点达到3个像素时，火已基本成灾。 2）从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长，起不到“打早、打小、打了”的作用。 弥补以上手段不足，我公司“森林防火数字化监控预警系统”可以实现快速、准确、实时的监控林火情况，配合林政管理、生态建设管理及林业活动等功能实现各种管理。 2.2发展趋势 1、林业地理数据采集自动化1.1地形图和专题图输入自动化国外发达国家(如美国、加拿大)在这方面研究已经取得很大进展,并已进入实用阶段。 其原理是利用扫描数字化仪(Scannero rXcan digitizer)对地形图和其它专题图进行扫描,依据模数转换原理将图形转换为离散的数字量,实现图形数字化。 采用扫描仪自动输入地图可以大大降低手工地图输入强度,但自动输入处理工作量非常大。 如对扫描仪生成的地图数据进行边界跟踪,识别符号注记,曲线交叉、间断等方面的处理给地图输入自动化带来一些难题。 1.2遥感图象专题内容的自动解译这项工作是将卫星和飞机扫描得到的光学图象或数字图象,由计算机自动解译为数字地图。 这是当前各国在“3S”技术应用方面的一个研究热点。 美国和北约在科索沃战争中将数字地图应用于飞机导航,轰炸南斯拉夫的大量数据表明,其自动解译水平已经达到了相当高的精度。 遥感图象专题内容的自动解译工程量大、涉及领域广,目前除军事上取得较好的效果外,在其它方面的应用还仅是初步的。 如在抽取光谱特征、形状特征、纹理特征及高程信息等方面,还有很多问题有待进一步研究解决。 2、林业地理信息的智能化人工智能技术在各个领域用于解决复杂问题,实现G IS智能化也将成为今后一个时期的追求目标。 从发展趋势上看,地理信息系统智能化将主要集中在地学知识获取与表达、地学知识库与管理、推理机开发等3个方面的研究上。 能否找到一种完全适合地学知识获取和方法,如何实现地学知识宝库象关系数据库一样的操作,怎样摸拟地学专家解决问题的思维过程和方法构造符合地学要求的推理机,这都将成为GIS智能化的关键。 近些年来,有人正在进行把神精网络的方法引进G IS智能化的探索,以提高G IS的应变能力。 3、林业地理信息系统共享与网络化目前,各国乃至各部门拥有的地理信息系统五花八门,还不能做到信息共享。 随着计算机局域网和远程网的发展,以及“信息高速公路”的开通,必将要实现一个区域、一个国家至世界各地信息系统的网络化。 进而可以及时快速从各地地理信息库中获取资源、环境和经济信息,实现地理信息的共享。 为此,必须制定统一的数据规范标准和相应的编码体系,采用通用数据交换格式,解决分布式地理数据库接口技术。 4、林业管理系统用户界面友好化在全球范围内,地理信息系统正在以前所未有的速度发展,越来越多的用户加入到使用地理信息行列。 这就要求未来的GIS界面更加友好、更加方便用户。 多媒体技术必将在实现GIS用户界面友好化方面发挥更大的作用。 多媒体技术是一种界面技术,随着计算机的进一步发展,大容量光盘的广泛应用及多媒体专用芯片的生产,多媒体技术必将在地理信息系统中广为应用,使GIS界面技术向着更加接近人的自然方式发展,实现人与GIS系统在自然方式下更加友好地交流。 第14页共46页3项目实施主要内容3.1实施主要内容3.1.1系统特点“森林防火监控及林业资源管理预警系统”避免了原始人工了望观察火情的局限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费用支出和管理成本，提高了林区企业的效应。 该系统具备以下特点 1、数字回显云台结合GIS，火点精确经纬度定位。 2、林火自动识别系统，实现火情自动报警。 3、纳米波滤光技术穿透烟雾，清晰成像。 4、短信发布火情信息，及时迅速。 5、野外设备防盗报警系统，有效防止设备丢失和人为破坏。 3.1.2系统功能“森林防火监控及林业资源管理预警系统”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。 本系统方案的主要功能如下 1、监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像。 图像中同时包括相关数字信息如坐标,时间等； 2、数字图像可以通过无线通讯和计算机网络实现远程传输； 3、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； 4、采用野外重载数字回显云台，具有实时回显位置信息功能；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； 5、通过现有设置的监测点,实现整个有林面积的监视范围达到95%以上； 6、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； 7、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； 8、无线传输模式，方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接； 9、防盗告警，在监控点装置红外探头，有盗窃入侵时监控中心告警，保护用户投资，或将损失降低； 10、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； 11、GIS管理系统以电子地图为基础,实现地图基本操作功能,实现对森林火灾的分析预报,森林防火工作的动态管理，为防火提供直观的规划和决策支持。 12、火灾定位功能利用前端采集系统中的数字回显云台，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数字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。 13、辅助决策功能GIS信息系统提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力,提供防火隔离带的位置及赶赴火场的时间等重要信息。 14、电源系统:电源供给在全天候的环境下,保证系统不间断供电；第15页共46页 15、防雷系统:系统要有安全的防雷保障措施,确保系统能够安全运行； 16、系统配置设备网络管理系统，实现对各类设备的综合网络管理。 3.1.3系统结构“森林防火监控及林业资源管理预警系统”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。 该系统是以森林火情监测为主，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森林资源管理中的高科技产品。 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、森林病虫害及野生动物等进行有效监控。 系统构成如下图3.1系统结构系统以数字设备的监控方式，通过无线网络将采集的信息、数据传输到防火监控指挥中心，利用GIS（地理信息系统）对发生的火情、火警区域实现定位，并实时做出分析判断，确定扑救方案，将火险控制在萌芽状态。 同时对大量资料数据进行储存、处理和分析，对今后的森林防火预防工作起到指导和参考决策价值。 第16页共46页图3.2系统拓扑图 一、前端视频信息采集子系统前端采集点，一般设置在林区各消防瞭望塔制高点上。 包括彩转黑低照度全天候透雾摄像机、长焦距电动变焦镜头、数字回显云台、网络视频编码器。 各监控点通过无线传输系统，将图像传输到监控中心，无线网络基站由无线网桥和天馈系统构成；监控中心通过无线监控系统，不仅可以获得全面的、清晰的、可录制并回放的多画面现场实时图像，而且还可以对前端摄像机焦距和云台运动进行操作和控制，通过云台的实时角度数据回传，结合GIS系统可以实现火灾发生点的精确定位；前端设置智能化微型气象站，可以实时的了解当前监控点的风力、风向、温湿度等数据，为森林防火指挥提供有力数据信息；满足当前森林防火的各种要求。 第17页共46页图3.3前端设备安装实例图 （1）透雾摄像机SUNRISE SU-xxHDN Su-xx透雾摄像机是一款高性能的智能化监控彩色摄像机,具有透雾功能。 它采用1/2英寸Ex-view HADCCD芯片和15位数字信号处理技术,能够在任何照明条件写提供杰出的图像品质，特别适合室外远程监控。 最低照度为0.003Lux F1.2(night,IR under0Lux);0.02Lux F1.2(DAY),支持远程切换滤光片。 第18页共46页图3.4Su-xx透雾摄像机第19页共46页图3.5普通模式第20页共46页图3.6透雾模式 （2）高精度数字回显云台(SU-490P)SU-系列云台为重载高精度数字回显云台，最大承载可达到50KG。 具有角度回传功能，拥有这一功能，与地理信息系统结合使用，可精准定位监控目标的位置。 第21页共46页图3.7云台(SU-490P)森林防火监控系统前端采集部分建立在高山上，野外条件恶劣，对云台的各项指标有严格的要求。 例如机械传动部分具有良好的抗风性能，山上雷电较多，云台自身要有避雷功能，云台要抗腐蚀，云台担负着定位功能，机械加工精度要求较高。 我公司SU-490重型数字万向云台采用德国的技术，结合军工雷达的工作原理，按照军工级别的制造标准生产。 保证每一个生产环节都控制在军工标准之内，每一根导线、每一颗螺丝都由专家精心设计。 SU-490重型数字回显云台已经通过公安部安全与警用电子产品质量监测中心检测。 SU-490高精度数字回显云台与市面上普通云台的比较第22页共46页高精度数字回显云台是结合德国技术和国内云台的优点开发出的军工级产品，该云台采用不锈钢材料铸造，具有防水、耐高温、耐老化、抗腐蚀的特点；选用高性能电机；大载重量，专为特殊环境设计；可内置温控电路、宽范围温度工作；云台可以结合地理信息系统实现准确定位。 二、信号传输子系统无线传输系统设计我们采用IEEE802.11a产品作为无线桥接主干设备。 采用无线方式，架设方便，运行、维护成本低，周期短。 本方案的设计综合考虑经济性、施工可行性等多方面因素，力求做到最优。 第23页共46页图3.8信号传输示意图图3.9无线桥接示意图整个系统3部分组成第一部分（监控中心部分）监控中心分三个部分进行设计。 其一为监控中心到中继点通过5.8GHz无线网桥设备SU-810/25采用SU-5132EL（H）室外定向天线进行点对点无线桥接；其二为监控中心通过2.4GHz无线网桥设备SU-200/30采用SU-124室外定向天线与中继点进行点对点无线桥接；其三为监控中心通过2.4GHz无线网桥设备SU-200/30采用全向天线与前端监控点作点对三点无线桥接。 第二部分（中继点部分）中继点部分为二个部分，其一是通过5.8GHz无线网桥设备SU-810/25采用SU-5132EL（H）室外定向天线与监控中心进行点对点无线桥接；其二是通过2.4GHz无线网桥设备SU-200/30采用SU-124室外定向天线与下一级中继点进行点对点无线桥接。 第三部分（前端监控点）前端监控点部分采用2.4GHz无线网桥设备SU-200/30采用SU-124室外定向天线与中继点或下一级中继点进行点对点无线桥接。 第24页共46页所有的设备都采用远距离以太阳能供电，室外楼顶无线网桥必须安装避雷器保证设备在雷击下安全正常工作。 三、林业资源智能管理预警系统林业资源智能管理预警子系统是从基础GIS平台到应用子系统的一整套森林防火救火应急扑火及减灾系统。 具体包括以下内容1)、视频监控管理平台视频监控管理平台是实现对前端基站监控视频图像进行实时监控、保存处理，以及控制和管理前端基站设备的重要核心系统，通过视频监控管理平台配合前端智能烟火识别处理器在发现疑似烟火后实现后端监控管理中心自动报警功能，在配置短信报警主机后，可以通过系统自动向相关工作人员发送报警短信等，由于监控管理平台系统支持联网功能，所以系统具有可以与上、下级单位的系统联网的功能，实现统一的视频监控管理平台。 视频监控管理平台是一套视频监控的解决方案，系统包含管理模块、代理服务模块、流媒体服务模块、电视墙管理模块、远程管理模块、报警管理模块、存储服务模块、客户端管理，应具有以下主要功能多层级、多元式联网监控视频监控管理平台应将不同地区、不同环境的林区监控设备有效整合，实现分布式监控，集中式管理。 管理权限层级分明，具有多层次、管理，建立视频监控、报警联动。 集成报警联动系统设计采用基于视频分析技术的烟为智能预警技术，前端智能监测点宜设计防盗报警装置，当林区出现疑似火情或防盗警情，系统在第一时间作出响应并报警，报警发生时，将当前浏览窗口自动切换成报警画面。 支持报警信息的接收，同时具备声音，图像，文字的提示，并要随机生成报警日志，有报警自动恢复功能；报警类别，可能包括为情报警方、防盗报警、设备故障以及其它类型的报警信息等；当发生报警时，在有GIS系统支持下，可自动在屏幕上显地图上提示报警位置及类型。 报警信息应该和录像数据相结合，可由报警信息检索回放相应的图像录像。 兼容性强，扩展灵活林业行业的远程联网监控管理系统区别于其它行业的联网监控系统的特点之一是丰富的产品兼容性，在林业系统的视频控体系中，所采用的监控设备和辅助设备，必须考虑它们的兼容性和扩展性，避免出现设备不兼容的情况，采用的设备或系统应为系统的扩展升级预留接口。 监控管理平台软件根据多级联网监控需要管理和使用海量的监控资源，结合行政管理架构的特点，将海量的监控资源划归各监控中心管理，各监控中心按行政管理架构多级级联形成倒置树状结构。 从功能上可以将系统分解为下图结构一级监控中心，二级监控中心，三级监控中心，内部用户，社会用户群体，外部监控资源及内部监控资源。 其中监控中心是管理平台，用户为服务对象。 四、供电、防雷子系统 1、火情识别报警当监控摄像机扑捉到林火时自动报警，由值班人员确认火情及火点位置，通过短信平台发布报警信息（必须有短信主机）； 2、火点定位功能火点实时显示是指在收到前端烟火自动识别子系统传送过来的预警信号后，森林防火指挥决策系统根据火情报警进行自动运算，得到火点报警的精确地理位置，在地图中及时标注出报警火点，并定位，让用户准确知道火点位置。 在森林防火指挥决策系统中，火点自动定位功能是根据前端控制系统能实时采集的云台的方位角、俯仰角，镜头的焦距这三个参数，根据智能监测点所在位置的经度、纬度、海拔高度，结合GIS系统测算出火点的经度、纬度、海拔高度，并在GIS地图上标注。 3、火情推演功能火情推演是根据火险等级预报和火燃烧行为分析模型，结合当前火点的位置、风力、风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态推演计算火灾在N个小时内火蔓延的方向、面积、速度、强度以及直接侵害的区域。 4、火情推演分析当火情发生后，结合当前火点的位置、风力、风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态推演计算，根据时间的变化情况进行火情的扩展推演，让用户掌握火情随时间的蔓延情况，火情推演可以接入实时的气象、地形地貌、植被等信息，也可以用户直接输入相关数据进行推演。 在推演过程中，用户可以实时查看随着时间变化而受到火情威胁的各类保护资源的分布情况以，也可以查找最近的打火资源来进行及时的灭火。 5、火场道路功能当火情发生以后，消防人员需要进入林区灭火，这就需要分析应急线路、在地图中标注行进轨迹，动态生成有针对性的应急指挥方案，火场道路就是标注出火情区域的道路。 6、辅助决策功能辅助决策是根据火情推演分析，火情周边保护对象、扑火资源查询、历史预警分布、气象信息查询等信息为决策者提供重要的辅助决策信息。 1）周边保护对象分析周边保护对象分析是指在地图上查看以火点为圆心、半径X公里（默认以圆形选区，还可以矩形、多边形选区展现）内的周边地区的重点保护对象分布情况，包括建筑物、古迹、加油站、军事设施等重点保护对象。 2）周边扑火资源分析周边扑火资源分析是指在地图上查看以火点为圆心、半径X公里（默认以圆形选区，还可以矩形、多边形选区展现）内的周边地区扑火资源分布情况，包括灭火车辆、灭火人员、河流、灭火物资、水源等扑火资源。 3）历史预警分布在地图中显示历史预警分布情况，点击预警点图标，弹出该预警点详细情况描述卡片。 不同时段的预警点，以不同颜色显示，如最近一月的用红色，最近一年的用橙色，一年以上的用灰色。 4）基站可视分析基站可视分析是指在地图上对所有基站能够看到的地区进行标注。 用户可以很明确的了解每个基站能够监控的地区范围。 可视范围内应该通过半透明的色彩叠加显示该地区的监控频度，盲区应该用于周围环境区别明显色彩加以标识，各种颜色应该可以自定义设置。 5）气象监控分析从气象监测站中获取温度、湿度、气压、风向、风速等气象数据，在系统中进行实时监控，为火情推演和火险等级分布提供计算依据。 6）预案查询功能应急预案是指对不同类型的保护对象，根据各自的预警类别（如火情、泥石流等）要求，制定初步的应急预案流程。 在生成应急方案时，要参照应急预案流程进行。 应急预案按预警类别分类，包括各种预警分类，如火情、泥石流等不同类型的应急预案。 应急预案按保护对象类型分类，包括各种保护对象类型，如学校、加油站、古建筑等。 7）应急预案管理应急预案管理是对各种应急预案进行分类、入库建档，以便于后续对预案进行搜索查询。 系统针对各类保护对象和各个具体保护对象都制定了相应的预案管理措施，以便于用户方便操作。 8）应急预案查询应急预案查询是对入库的预案进行查询，让用户方便快速的找到各类预案，及时采取相应的保护措施。 系统的预案查询可以查询各类保护预案信息，也可以查询到具体某个保护资源的预案信息，用户可以通过保护资源的名称和保护资源的类型来进行查询预案。 7、扑救会商功能扑救会商根据火情在地图中的推演、评估分析，结合电子白板，实时对车辆、人员进行指挥调度，实时视频监控火情发展态势，并对扑救方案进行编排，对扑火工作进行作战部署。 8、灾害现场监控林火现场监控是指通过前端摄像头和林政通回传的事实图像对现场实时监控。 在地图中点击对应火点附近的摄像头或林政通终端，在弹出窗体中实时查看视频。 9、车辆人员监控车辆人员监控是指对消防人员及车辆的位置、行进路线监控，以便快速掌握扑火进程，合理指挥调度，利于扑火工作的顺利、快速开展。 车辆人员监控功能由服务器端和手持端两部分组成。 后台的车辆人员监控功能要由扑救车辆配备车载GPS、扑救人员配备手持GPS共同来完成。 车辆人员监控有如下功能利用GPS跟踪系统，实时查询扑救人员的地理位置；利用位置服务平台，综合应用人员定位信息；客户端中大屏幕上实时显示扑救车辆和扑救队伍的行进路线；保存人员定位历史轨迹，利于查询；回放任意时段、任意GPS的移动轨迹，利于辅助决策。 10、语音呼叫语音呼叫是指对选区范围内的的移动终端设备进行呼叫、对讲、召开电话会议。 选择要对讲的设备，接通后，设备列表中相应设备字体变成绿色，表示已经接通。 对于呼叫但没有接通的设备，字体变红色。 对于有3G功能的移动终端，还可提供“视频对讲”功能，实时查看移动终端现场的视频情况。 11、扑火作战编排部署用户在系统中调入火场及周边情况，并在视频会议中或者投影到显示屏上，一起来协商扑火方案，最终确定灭火作战部署图，并下发到各个扑火单位，让各扑火单位按照部署方案进行灭火。 作战部署编排采用了电子白板功能，用户可以把当前火场及周边的情况投射到电子白板中，包括火场范围，周边道路，周边保护资源，周边扑火资源等，用户可以在电子白板中自由标绘，显示扑火队行进线，显示扑火方法，以及火势推演等情况，且用户可以保存作战部署图，并下发到各个扑火单位，让各扑火单位贯彻执行。 12、火险等级预报功能火险等级预报功能是根据气象数据，推算出容易发生火情的危险区域，用不同的等级颜色进行显示，给用户一个提示告警，让用户进行重点监控。 火险等级分五级显示，一级最低，五级最高，最低级用绿色表示，最高级用红色表示。 五、防雷子系统森林防火监控及林业资源管理预警系统防雷应包括两大方面前端监控点防雷；前端监控点防雷又包含直击雷防护，供电系统感应雷防护，电子设备感应雷防护，接地森林防火监控及林业资源管理预警系统的研发及推广系统，线缆屏蔽；监控中心防雷。 监控中心防雷包含直击雷防护，供电系统感应雷防护，电子设备感应雷防护，接地系统，线缆屏蔽，等电位连接处理。 3.2技术关键与创新点3.2.1技术关键 1、权限管理系统中不同的人员或登录不同地域在系统中会有不同的工作权限。 管理员可对系统数据库进行操作、业务人员操作防火业务模块。 县级单位基于各自的区域数据开展工作、市级单位掌握全面信息。 2、支持工具自动路径分析，周边信息查询功能，专业的专题图制作环境。 区域勾绘分析(含距离测盆、面积测算)，地最信息管理功能(含小班道路、河流等)自定义窗口功能、定位功能、打印功能等。 (可定制开发其它个性化功能) 3、防火值班信息支持支持自定义防火人员、值班组值班日程安排;支持值班日志信息的记录。 让防火值班迥程有记录可查询。 4、决策辅助流程化的决策辅助功能，支持从火点定位一查询当地机构一查询周边言息一路径分析一制作指挥图一预案分析一预案查询(一级预案、二级预案、三级预案)等一系列决策辅助，使决策更加快速、准确和科学。 5、接警程序流程化接警程序，支持火点定位一核对信息一查询卫星热点一联系当地机构一酌情汇报等通用接警工作程序.使日常防火工作更简单更规范。 6、灾后处理多种灾后处理方式、支持历史火灾信息查询以及信息建档、实际燃烧火场范围勾绘、火灾损失(含面积、地类、蓄积等)评佑和统计，以及各种灾后数据(图片，视频)建档。 7、报表统计各种基础信息建立与统计功能，系统标配十二类信息数据库(防火组织机构人员信息表、专业灭火机构人员信息表等)可对各类数据进行建档和生成统计报表，可根据需求定制增加其它报表。 8、多窗口操作支持多窗口功能、窗口布局、浏览功能，可实现地图数据(矢量数据)影像数据(卫片和三维模型)之间的快速切换并同时支持多应用环境窗口布局和数据穿透功能。 9、应用模式支持网络应用和单机应用功能双重模式.为日常防火工作和易地应急防火工作提供支持。 可满足网络和异地远程防火指挥工作要求。 10、系统管理人员管理、区域管理。 按不同区域人员定义操作权限。 支持系统数据管理数据维护、数据备份、数据上报、数据恢复、数据导入、压缩数据库等。 11、数据交互领先的数据交互能力、支持遥感影像数据、DEM高程模型、多种GIS数据的导入、导出、叠加、显示等。 3.2.2创新点 1、业内最先进难度最大的远程数字高清智能监控搭建方式。 较传统的模拟信号，监控更清晰，更智能化。 2、两种定位方式相结合的双重林火定位技术。 3、集成先进的灵敏度可调整烟火智能识别子系统，实现烟火智能识别自动报警。 并与外围短信通知声光报警。 4、高集成性,在一个防火信息系统中部署多个与之相关的应用系统，同时为防火业务服务。 为什么需要高集成性庞大的林业基础火业务需求。 系统的后续扩展、黯求与之匹配的平台支持。 典型的应用场景;在同一系统中完成林业基础数据信息的汇总一日常防火工作的管理与各种报表一制作各种专题图。 5、多重日常预警功能，联网实现本地区内近几天天气预报查询、风向预报;实现对本地区内实时火险等级查询;本地区内及时的热点信息查询并可直接调用到系统使用。 支持工具 6、自动路径分析，周边信息查询功能，专业的专题图制作环境。 区域勾绘分析(含距离测盆、面积测算)，地最信息管理功能(含小班道路、河流等)自定义窗口功能、定位功能、打印功能等。 (可定制开发其它个性化功能)3.3预期目标项目完成时，森林防火监控及林业资源管理预警系统的技术指标达到 1、将传统的受天气影响的人眼了望距离，或模拟的监控效果提升到1080p级高清数字远程，三到五公里远距离监控。 并可根据监控点的数量和合理分布，大幅提升重点区域内的监控范围。 2、烟火智能识别与报警系统结合实现无人值守自动报警大幅提升有效监控时间和降低人力成本。 3、先进的火点定位技术，在GiS地图上实现对烟火位置的定位。 为扑火提供科学的依据。 4、科学的路径分析，为防火指挥，和快速到达火点提供理论数据支撑。 5、将各种防火扑火资源的相关信息（各类资源分布情况及数量，可调配资源，水源等）统一集成在一个指挥平台上为扑火指挥，资源的调配等，提供科学数据支撑。 6、在高清监控360度的巡视下。 不仅可对监控区域内的火险情况，病虫害等进行监控。 同时可对区域内的林木保护，野生动物保护等工作提供可追溯可查询的依据。 对森林资源野生动物等进行多方位的保护巡查。 3.4主要技术成果 1、设计一款运行稳定、功能强大的“森林防火监控及林业资源管理预警”软件； 2、完成森林防火监控及林业资源管理预警系统的推广应用。 3、软件著作权2项 4、国家相关许可证1项4应用产业化前景及市场需求4.1产业化前景森林资源是地球上最重要的资源之一，是生物多样化的基础，是人类生存和发展的最根本、最重要的生产资料之一。 森林资源虽可以更新，属于再生的自然资源，然而随着国民经济的发展，人类对森林资源的滥砍、滥伐，超过了它的更新的速率，这必然导致它的枯竭。 地理信息系统（GIS）能够运用一种全新的方法来分析解决各种空间信息问题，被广泛地用于气候气象，灾害防治，资源预测、管理、评价等中。 我公司基于GIS技术研发的“森林防火监控及林业资源管理预警系统”系统，是一种集各类林业专题图的编制，森林资源基础信息管理与监测，森林经营与林业工程规划，森林病虫害综合防治和林火监测及预测预报的多功能于一体的良好的系统软件系统，能够