[發明專利]一種基于紅外熱成像技術的林業監控預警系統

在審

• 申請號: 202210534235.3
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114999091A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 李建文
• 申請（專利權）人: 武漢聞立光電科技有限公司
• 主分類號: G08B17/00
• 分類號: G08B17/00;G08B17/12
• 代理公司: 武漢探智知識產權代理事務所(普通合伙) 42309
• 代理人: 曾亞容

本發明公開了一種基于紅外熱成像技術的林業監控預警系統，屬于監控預警技術領域，通過紅外熱成像一體化攝像機、防盜攝像機和GPS定位模塊對區域環境的實時監控，獲取空氣溫度、空氣飽和差、連旱天數用于對火險等級進行預測，通過火險等級預測模型進行計算，根據綜合指標值預測火險等級并且及時預警，通過對火災發生地點的定位，以及對蔓延趨勢的分析，最大程度的減輕火災的影響與危害，根據編號進行區域化體現，從多個子區域獲取相應參數并且匹配，模擬多條視線交匯場景，準確反映各監測區域的溫度分布信息進而得到火點的分布情況，有利于進行后續緊急工作的判斷，進一步提高火災防控效果。

技術領域

本發明屬于監控預警技術領域，具體為一種基于紅外熱成像技術的林業監控預警系統。

背景技術

研究認為，天氣條件是影響林火動態變化的重要因子，影響著林火發生發展的時空規律，并在此基礎上以氣象要素作為主要的預報參數給出了不同類型的林火預報模型或系統，由于與森林火險相關的天氣因子很多，而各天氣因子又受地理條件及社會經濟發展等因素的影響，各天氣因子相互作用，緊密聯系。

基于視頻圖像的火災檢測技術，具有監測范圍大、易于部署、實時性高和誤報率低的特點，在森林火災預警系統中得到了廣泛應用。森林火災的發生、發展與氣象條件密切相關，森林火險是森林火災發生的可能性和蔓延容易程度的一種度量，構建森林火險等級指標必須充分考慮氣象因子的作用，開展森林火險預報工作離不開實時觀測氣象要素和預報氣象要素，林區巡護人員主要職責是發現火情和預測火災，傳統上通過護林員經驗判斷，或用氣象小站整體判別林區的火險等級。

森林火災是指失去人為控制，在林地內自由蔓延和擴展對森林、森林生態系統和人類帶來一定危害和損失的林火。國內外關于森林火險預報的研究模型有多種國外有實效濕度法、聶斯切洛夫綜合指數法、美國國家火險等級系統、加拿大森林火災天氣指標系統(FW1)和馬卡什研究的林火預報的森林火險尺等方法我國有綜合指標去、風速補正綜合指標法、雙指標法、801 火險尺法和全國森林火險天氣等級等4，然而我國目前的森林火災預測主要在模型的研究階段缺乏對模型的應用和精度檢驗，但是對森林火災預測的需求中模型應用于實際的預則精度是不容忽視的。

由于黑體輻射的存在，任何物體都依據溫度的不同對外進行電磁波輻射。波長為2.0-1000微米的部分稱為熱紅外線。熱紅外成像通過熱紅外敏感CCD 對物體進行成像，能反映出物體表面的溫度場。熱紅外在軍事、工業、汽車輔助駕駛、醫學領域都有廣泛的應用。

紅外熱成像開始在各大醫院臨床研究應用，并在頭部、頸部、心血管、肺臟、乳腺、胃腸、肝、膽、前列腺、脊椎、四肢血管等各領域作為診斷應用，大部分熱成像為局部的檢測，可以實施全身熱成像技術的在全國范圍只有少數幾家機構，全身熱成像以世界領先的全身熱成像技術，可以全面的針對全身多種疾病進行預警分析，紅外熱成像原理并不神秘，從物理學原理分析，人體就是一個自然的生物紅外輻射源，能夠不斷向周圍發射和吸收紅外輻射。正常人體的溫度分布具有一定的穩定性和特征性，機體各部位溫度不同，形成了不同的熱場。當人體某處發生疾病或功能改變時，該處血流量會相應發生變化，導致人體局部溫度改變，表現為溫度偏高或偏低。根據這一原理，通過熱成像系統采集人體紅外輻射，并轉換為數字信號，形成偽色彩熱圖，利用專用分析軟件，經專業醫師對熱圖分析，判斷出人體病灶的部位、疾病的性質和病變的程度，為臨床診斷提供可靠依據。

目前，在林業火災預警中，基于視頻圖像的火災檢測技術，具有監測范圍大、易于部署、實時性高和誤報率低的特點，在森林火災預警系統中得到了廣泛應用，各地區環境復雜，氣象因子隨地形、海拔、森林所處的位置而變化，通常進行大范圍監控的實施，無法對監測區域進行模塊化設置，監測數據的傳遞往往因系統負載出現故障或信息延時傳遞；且現有的對火險等級的判斷受制于天氣因子的選取及取值的影響，并未考慮各天氣因子不同取值段對火災風險的影響，使火險等級的預測易出現空報和漏報，不利于火災的有效防控，因此需一種基于紅外熱成像技術的林業監控預警系統來解決上述問題。

發明內容

(一)解決的技術問題