森林防火移动助手系统在森林防火中的应用及实现

1、森林防火移动助手系统在森林防火中的 应用及实现宋娟费海强安徽省经济管理学院摘要：介绍了一种基于智能手机、gps、gis、4g网络网络技术的林业森林防火软件的 设计思想和具体实现。使用外置的蓝牙gps或内置gps装置获取定位信息，在智 能手机中的gts系统进行地图标绘，通过手机无线网络冋传火场位置信息和图 文信息到屮心服务器，屮心指挥系统对回传数据进行数据分析和保存，同时回 传指令数据和信息数据至智能手机，实现移动端和服务器数据实时交互，智能 手机作为数据源的前端进行调查勘测和林火数据收集，指挥系统对终端回传的 数据进行展示、分析和远程决策等功能。关键词：pda; gis; gsm;嵌入式应用;

2、森林防火;作者简介：宋娟（1980-），女，安徽亳州人，本科，助理实验师，主要研究方 向为数据分析、移动设备开发和数据挖掘；作者简介：费海强（1979-），男，浙江温州人，木科，工程师，主要研究方向 为嵌入式应用开发、图形图像处理、数据挖掘。0引言在多年从事林业行业应用软件开发中，发现现有的软件系统多为桌面应用软件 或者基于网络的web系统，桌面程序提供大运算量和大存储量的功能，web系统 则提供多线程和体现共享性的功能;在林业部门日常的工作中，经常需要行走于 野外和组织火场扑火工作，外业工作的人员只能通过电话或者对讲机进行交流 和信息传递，无法将现场的数据进行数字化的传输。本文中的森林防火移

3、动助手 系统，在林业人员在野外调查和火场扑火时，解决了现场实际情况的数据与指 挥中心的数据进行交互的问题。通过智能手机便携移动的特性，迅速准确的将前 端信息冋传至后台数据中心，让指挥中心第一时间获取现场的最新资料，并提 高信息的可靠性和时效性，降低灾害的蔓延，减少人员和财产的损失，为决策 指挥提供了宝贵的数据来源。在扑火现场，扑火人员在烟雾弥漫的火场中，行进的路线和位置很难通过肉眼 观察到，通过对讲设备和电话往往不能确切的描述出实际的位置，扑火人员对 扑火的周边危险环境也不能很清楚的了解，如高压线路或是险要地段。本文中的森林防火移动助手具备gps功能，通过实时的位置信息与危险环境因 素的gis

4、数据相结合，可以对周边的环境进行展示，能够对扑火人员给予安全 提示。后端指挥部通过前端移动设备冋传的经纬度位置信息，对扑火队伍的行径 进行跟踪和掌握，结合全局的火情，对扑火队伍进行有效的指挥。1相关技术简介1. 1森林防火中gps技术的使用gps (global positioning system)全称为全球卫星定位系统，随着伽利略计划 的逐步实施，gps的定位将更加准确和安全。现在gps的应用已经非常广泛，已 被各行各业应用在口常的工作当屮，gps可以在任何地点、任何时间进行数据采 集，全球地面覆盖，功能多，精度高。在森林防火应用中，gps进行火场定位，火场布兵，火场测面积，火灾损失计算,

5、 精确度高，安全性强，能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围，为防火指 挥部门提供火灾依据。hlo gps技术可以大大提高信息的可靠性和及时性，可 以直观地反映单点个体在地理上的位置信息，实时地传输行径轨迹。在与服务器 端的数据交互中，移动端可以获取位置信息、行径方向、运动速度和海拔高度等 数据，通过无线网络将数据传输至服务器端，提供指挥人员决策监控。移动设备 可以对火场的火点进行标注，对起火的火线进行绘制，数据存储于移动设备并 同时回传至服务器。1. 2 4g网络与web service技术的结合无线网络是搭建移动端和服务器端的桥梁，现如今4g网络已经覆盖全国，在中 东部等发达地区，基木上

6、达到无盲区。目前的4g网络，森林防火移动助手系统，己可以实现现场的图片文件通过移动 网络进行传输至服务器端。移动端通过内置的摄像设备或是其它摄像设备，可以 将现场情况的图片附加位置信息和描述信息同时传输到屮心服务器提供指挥系 统调用。web service提供了移动设备回传数据至服务器端的数据接口，基于移动网络， 移动端的设备可以通过访问web service,将现场的实时数据传输至后台，也可 以通过web service服务获取经过后台处理完毕的数据或者命令。火灾现场的位置数据可以通过不同频率发送至服务器，通过服务端指挥系统对 坐标在电子地图上的标绘，可以试试监视扑火队伍的位置和状态。现场的

7、移动设 备也可以通过web service接口，实口寸的上传火场的图像和坐标，指挥中心对现 场情况进行了解。利用4g网络的短信功能，指挥部可以向移动端发送指挥命令，同样，移动端设 备也可以通过4g网络，向指挥中心发送文字信息进行现场情况汇报，让指挥人 员可以快速获取前端人员的信息和要求。前端人员和指挥中心的交互信息可以形 成现场的火险档案，为今后的火灾指挥提供历史信息。1. 3移动端gis与gps的技术结合移动端中嵌入了 gis平台，可以通过获取移动端的gps数据，对附近的数据进行 查询，如森林植被，水系、道路和危险要素等，同时在灾后统计中，通过移动端 的gis平台，可以对过火面积进行精准测量

8、，并可以进行现场标注起火点和测 量火损面积，描绘过火线，标注过火林木种类、受损情况等。现场人员在火场中由于火势和烟雾的原因，通常不能正确判断地势危险区域或 是危险源。结合gps和gis软件，可以对所在扑火区域进行危险提示，如高压线 区域、易燃易爆区域和险要地势区域，设置gis软件中的缓冲查询半径，可以在 所在地点的半径区域内，检索g1s图层中的相关数据，在接近危险区域时给予 警报和提醒。在森林防火灾损统计中，火场部分区域往往不可到达或是无法准确的绘制边界， 仅通过gps记录轨迹往往不能准确的判断gps的偏移量，结合嵌入式gis,叠加 所在火场的小班图层，能够校验gps的偏移，修止经纬度数据;在

9、不可达到区域, 可以通过在原有图层数据中现场绘制或是对坡勾绘的方式，闭合火场受损区域 边界。2系统功能实现2. 1系统架构系统结合了 gps、智能手机、4g网络与web service,架构成一个现场数据采集 和的传输交互平台。结合了无线网络的移动设备，利用了其移动方便，传输数据 及时的特点，实现了准确、实时和灵活的网络架构。2. 1. 1硬件与网络架构无堆电製斛錯图1下载原图gps通过卫星实时获取位置信息、方向、行进速度等信息，通过智能手机的无线 传输，访问web service服务，回传数据至中心服务器，并且提供其他指挥软件 的使用和数据访问，服务器通过防火和传输加密进行安全通讯。2.1.

10、2软件系统总体结构信息传输模块电子地图模快系统设甲图2下载原图聲提供信息传输、电子地图和系统设置三个大功能，三大模块的功能介绍如 黔专紘釘模阪供文本扫息传输和图片信息的上传功能，并接收由丿报务器(2) 电子地图提供地图显示，与gps数据结合，叠加图层数据，地图放大缩小 等基木操作，用户可以标绘火点、火线、火面数据，标绘数据实时上传，危险源 提醒，查询其他客户端位置等功能；(3) 系统设置模块提供扑火队伍编号设置，与服务器端保持识别id致，设置 gps串口号和波特率值，设置紧急呼救号码等功能。2. 2 web service 数据交互web service提供了如下接口:2. 2. 1获取队伍编

11、号移动设备绑定手机号码和设备硬件号，通过接口识别本次扑火任务屮参加行动 的手机号码，通过手机号关联，形成对应关系，移动端通过手机号码获取服务 端的火场编号和队伍编号。2. 2.2火场数据回传移动设备通过录入火场的相关信息，由gps获取的经纬度坐标、方位角、速度和 当前时间等数据，回传至服务器端，同时回传当前设备的号码，提供指挥屮心 程序进行调用和显示，形成一条路线轨迹。2. 2.3现场图片回传移动设备通过拍摄火场现场照片，由回传接口进行数据上传，移动端将图像数 据转换成二进制字节的数组流，冋传图片数据至服务端，服务端通过file stream类进行流文件转换，转换成图片文件，存储于服务器中。2

12、. 2. 4 gps 解析移动端连接蓝牙gps或者设备中的gps,通过模拟串口获取gps硬件中回传的数 据字符，根据nmea协议，解析出经度、纬度、方位角、速度、时间和海拔高度 等，实现当前位置等信息的获取，提供移动端使用并冋传数据。3结论与展望在森林防火工作中，第一时间获取火场的信息尤为重要，迅速的将火场信息和 扑火队伍信息回传，信息的标准化和数字化，将为赢得扑火时间和正确指挥扑 火工作带来非常重要的作用。随着移动端设备硬件性能的进一步提高，无线网络 的传输速度更加迅速，森林防火移动助手让原先传统的森林防火工作变得更加 高效、安全和准确。移动设备的便携性、及时性和准确性的特点在林业的行业应 用将越来越广泛，也将会扮演着越来越重要的角色。随着移动互联应用的大力发展，