[發(fā)明專利]一種識(shí)別煙羽及森林火災(zāi)預(yù)警的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210845025.6
• 申請(qǐng)日: 2022-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114999093B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏方志;夏海云;章振;舒志峰;余賽芬;薛捷升;李盛浩;靳致遠(yuǎn);夏秋煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G08B17/00
• 分類號(hào): G08B17/00;G08B17/117;G01S7/48;G01S17/88
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 邵斌

本發(fā)明公開(kāi)了森林防火技術(shù)領(lǐng)域的一種識(shí)別煙羽及森林火災(zāi)預(yù)警的方法及系統(tǒng)，識(shí)別煙羽的方法包括對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行掃描，獲得激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)；對(duì)激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣溶膠的特征參數(shù)；根據(jù)氣溶膠的特征參數(shù)判斷氣溶膠是否是煙羽。本發(fā)明通過(guò)對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣溶膠進(jìn)行掃描，通過(guò)氣溶膠的速度域和輪廓信息，能準(zhǔn)確地從云霧中區(qū)分出燃燒產(chǎn)生的煙羽，為森林火災(zāi)預(yù)警提供了有利的數(shù)據(jù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于森林防火技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種識(shí)別煙羽及森林火災(zāi)預(yù)警的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著全球氣溫的逐漸升高，人為活動(dòng)增多，林區(qū)可燃燒物質(zhì)逐漸增多，森林火災(zāi)猛發(fā)、頻發(fā)的特點(diǎn)更為明顯。森林火災(zāi)一旦發(fā)生，往往具有成災(zāi)面積大，火區(qū)溫度高等特點(diǎn)，火勢(shì)難以控制，對(duì)自然環(huán)境和相關(guān)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重破壞。在火災(zāi)火焰出現(xiàn)之前，會(huì)有一段時(shí)間的陰燃階段，在此過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生煙羽。若能及早準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)出煙羽，則可以減少火災(zāi)帶來(lái)的損失。現(xiàn)有技術(shù)中受觀測(cè)手段、天氣條件（如云、霧的遮擋）等因素的影響，難以準(zhǔn)確識(shí)別出火災(zāi)早起產(chǎn)生的煙霧，導(dǎo)致不能及時(shí)對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種識(shí)別煙羽及森林火災(zāi)預(yù)警的方法及系統(tǒng)，能準(zhǔn)確地從云霧中區(qū)分出燃燒產(chǎn)生的煙羽，為森林火災(zāi)預(yù)警提供了有利的數(shù)據(jù)支撐。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

第一方面，提供一種識(shí)別煙羽的方法，包括：對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行掃描，獲得激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)；對(duì)激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣溶膠的特征參數(shù)；根據(jù)氣溶膠的特征參數(shù)判斷氣溶膠是否是煙羽。

進(jìn)一步地，所述特征參數(shù)包括氣溶膠的水平速度、垂直速度和輪廓信息。

進(jìn)一步地，所述對(duì)激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括：通過(guò)速度方位顯示獲得目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣溶膠的徑向速度，反演獲得矢量風(fēng)速；從而獲得目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣溶膠的垂直速度和水平速度。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)氣溶膠的特征參數(shù)判斷氣溶膠是否是煙羽，包括：當(dāng)氣溶膠的垂直速度大于1m/s時(shí)，判斷氣溶膠為煙羽；反之，判斷氣溶膠為霧或云。

進(jìn)一步地，所述對(duì)激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，還包括：通過(guò)得到目標(biāo)區(qū)域內(nèi)氣溶膠的后向散射強(qiáng)度得到目標(biāo)區(qū)域內(nèi)氣溶膠的輪廓線，從而得到氣溶膠的輪廓信息。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)氣溶膠的特征參數(shù)判斷氣溶膠是否是煙羽，包括：當(dāng)氣溶膠的輪廓信息為大范圍彌漫狀態(tài)時(shí)，判斷氣溶膠為霧或云；當(dāng)氣溶膠的輪廓信息為狹長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)，判斷氣溶膠為煙羽。

第二方面，提供一種識(shí)別煙羽的系統(tǒng)，包括：激光雷達(dá)，用于對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行掃描，獲得激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣溶膠的特征參數(shù)；判斷模塊，用于根據(jù)氣溶膠的特征參數(shù)判斷氣溶膠是否屬于煙羽。

第三方面，提供一種森林火災(zāi)預(yù)警方法，包括：采用第一方面所述的一種識(shí)別煙羽的方法，判斷氣溶膠是否是煙羽；當(dāng)判斷結(jié)果為：氣溶膠是煙羽時(shí)，認(rèn)為發(fā)生了森林火災(zāi)，并發(fā)出預(yù)警信息。

第四方面，提供一種森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括：煙羽識(shí)別裝置，用于采用第一方面所述的一種識(shí)別煙羽的方法，判斷氣溶膠是否是煙羽；預(yù)警裝置，用于當(dāng)判斷結(jié)果為：氣溶膠是煙羽時(shí)，認(rèn)為發(fā)生了森林火災(zāi)，并發(fā)出預(yù)警信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

（1）本發(fā)明通過(guò)對(duì)激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣溶膠的特征參數(shù)；根據(jù)氣溶膠的特征參數(shù)判斷氣溶膠是否是煙羽，能準(zhǔn)確地從云霧中區(qū)分出燃燒產(chǎn)生的煙羽，為森林火災(zāi)預(yù)警提供了有利的數(shù)據(jù)支撐；

（2）本發(fā)明通過(guò)根據(jù)氣溶膠的速度信息和/或輪廓信息判斷是否發(fā)生了森林火災(zāi)，同時(shí)在判斷為發(fā)生了森林火災(zāi)時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，能對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的預(yù)警。

附圖說(shuō)明