行業概述
隨著造林事業的不斷發展，林地面積、林業蓄積量逐年增加，防火工作是首要任務。森林火災具有突發性、災害發生的隨機性、短時間內能造成巨大損失的特點。因此一旦有火警發生，就必須以極快的速度採取撲救措施，撲救是否及時，決策是否得當，重要原因都取決於對林火行為的發現是否及時。為此國內外都在為預防、減少和控制森林火災而努力。
針對我國森林面積覆蓋的實際情況，由於林區地形條件很複雜，不適用通常的有線傳輸模式，節點通公司經過幾年的項目實踐，推出一套切實可行的解決方案——森林防火無線圖像監控系統。
森林防火無線圖像監控系統由林區監控管理指揮中心繫統、無線傳輸系統、攝像機和鏡頭系統、雲台控制系統、電源系統和鐵塔組成。林區監控管理指揮中心繫統是整個系統的圖像顯示、圖像錄像控制中心，具有遠程控制功能，向指揮調度人員提供全面的、清晰的、可操作的、可錄製、可回放的現場實時圖像。林區監控管理指揮中心繫統還具有向上級林業局和省林業廳接口的功能。
系統設計關鍵點
在林區複雜環境下實現實時監控，系統要考慮具備以下特點：
1 、環境導致監控範圍大。監控點的選擇，首先攝像機應安裝在森林制高點，要求視野廣、無障礙、監控角度大，儘量少設監控點，並儘可能使得每個監控點監控覆蓋的森林面積最大，如無法迴避有死角，可增加監控點。
2 、全天候監控。監控點要全天候工作，這就需要選擇攝像機時應選用紅外敏感型彩色轉黑白攝像機；鏡頭應選用日夜兩用型鏡頭，並且 3KM 外能看清人物活動；雲台要求選用螺桿傳動的室外一體化雲台，為了減少遠距離圖像的抖動，攝像機的安裝也要確保牢固穩定。
3 、傳輸鏈路是系統中最關鍵的環節。 由於森林防火監控自身的特點，傳輸方式不可能採用有線或光纜的方式，因此最理想的方式就是無線傳輸。無線傳輸方式以施工簡便，成本低，一次性投入等優勢，無疑成為監控系統傳輸鏈路的首選。圖像實時傳輸、清晰，傳輸頻率可選，並且可根據傳輸距離的遠近、現場自然條件的不同，其功率的大小可以按要求配製，在遇障礙物阻擋的情況下，可採用架設中繼（圖像 / 數據）系統。
4、 森林防火涉及的範圍廣，距離遠。各個需要監控的林區與監控管理中心距離較遠，分布較為分散。通常採用 2.4G 與 5.8G 產品混合組網模式。對於分布密集的遠端點採用 5.8G 點對多點組網模式；對於個別距離較遠的遠端點可以採用 2.4G 產品組網。
5、 前端設備的供電。在森林防火監控系統中，能夠給前端設備提供穩定的電源是非常重要的。所以我們在選擇監控點的時候，要儘量考慮選擇有固定電源的地方，但大家會考慮到有電源的監控點距離中心很遠，這時就體現出遠距離傳輸的無線設備優勢。如果無法找到合適的有源點，那么只能採用太陽能供電方式。
在採用太陽能供電方式時，首先，要選擇專業的太陽能電源公司的產品；其次，太陽能供電系統最少要保證在陰雨天，能給每一個監控點的前端所有設備提供 24 小時的電力。太陽能供電系統由太陽電池組件構成的太陽電池方陣、太陽能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構成。太陽電池方陣在晴朗的白天把太陽光能轉換為電能，給負載供電的同時，也給蓄電池組充電；在無光照時，由蓄電池給負載供電。
6、 避雷接地要安全可靠。森林防火監控系統的軟肋是前端的避雷與接地，前端設備的避雷與接地直接影響整個工程的安全性和可靠性，忽視了避雷與接地將會給用戶帶來巨大的的損失，避雷原則是所有設備都要安裝在避雷針的保護範圍之內，接地電阻不大於 10 歐姆，如工程商沒有避雷與接地能力，建議與本地專業的避雷與接地公司合作，避雷與接地的自身特點是由環境決定的並影響到的實際避雷效果，因此脫離了工程所在地的具體情況而設計避雷與接地是紙上談兵，且不可行。
7、為及時發現火警，前端需要有煙感等感應器以及報警聯動設備。此時，需要注意：
（1）將感應器與報警聯動設備正確與視頻編碼器的 485 線連線。
（2）設定 485 地址。
（3）前端和後端的控制協定必須保持一致。
（4）遠端及後端設備的波特率必須設定一致。
8、中心實時監控前端設備工作狀態。由於整個監控前端設備地處深山，維護極為不便，所以中心要能隨時掌握前端設備的工作狀態，對維護將起到重要的指導分析作用，一方面降低了整個系統維護工作的強度和費用，另一方面也保護了用戶和工程商雙方的利益。
9、後端監控指揮控制系統通常是以多客戶端方式查看圖像。在無線鏈路頻寬足夠的前提下，所有圖像應採用組播方式傳輸，以便節約無線鏈路頻寬，保證無線鏈路的穩定性。此時，監控中心的交換機必須具備組播轉發控制功能，防止廣播風暴發生。
無線傳輸鏈路的要求
在選擇微波產品時，要滿足能夠在惡劣複雜的森林環境下建立可靠高效的鏈路，從而保證整個系統的性能，那么必須要考慮以下因素：
滿足室外型產品。 支持遠距離和點對多點大規模組網傳輸，提供足夠高的鏈路頻寬，同時支持頻寬分配。 支持視頻組播包的轉發控制。 無線傳輸的高穩定性和可靠性。 安裝簡便、具有強大的管理功能、維護成本低。
監控的必要性
林火災預防和發現比撲滅更具現實意義。
1、森林火災不僅會燒死許多樹，降低林分密度，破壞森林結構；同時還引起樹種演替，由低價值的樹種、灌叢、雜草更替，降低森林的利用價值。
2、由於森林燒毀，造成林地裸露，失去森林涵養水源和保持水土的作用，將引起水澇、乾旱、土石流、滑坡、風沙等其他自然災害發生。
3、被火燒傷的林木，生長衰退，為森林病蟲害的大量衍生提供了有利環境，加速了林木的死亡。森林火災後，促使森林環境發生急劇變化，使天氣、水域和土壤等森林生態受到干擾，失去平衡，往往需要幾十年或上百年才能得到恢復。
4、森林火災能燒毀林區各種生產設施和建築物，威脅森林附近的村鎮，危及林區人民生命財產的安全，同時森林火災能燒死並驅走珍貴的禽獸。森林火災發生時還會產生大量煙霧，污染空氣環境。此外，撲救森林火災要消耗大量的人力、物力和財力，影響工農業生產。有時還造成人身傷亡，影響社會的安定。
森林火災危害大，撲滅困難，於是在火災還在萌芽狀態立即撲滅它就顯得尤為重要。
森林火災因為常常處在深山老林中，不易發現，故而發現火災對於早撲滅火災具有重要意義。
1，興建瞭望塔
國內目前存在較多的技術落後方式。
瞭望台監測，是通過瞭望台來觀測林火的發生，確定火災發生的地點，報告火情，它的優點是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足：是無生活條件的偏遠林區不能設瞭望台；它的觀察效果受地形地勢的限制，覆蓋面小，有死角和空白，觀察不到，對煙霧濃重的較大面積的火場、余火及地下火無法觀察；雷電天氣無法上塔觀察；瞭望是一種依靠瞭望員的經驗來觀測的方法，準確率低，誤差大。另外瞭望員人身安全受雷電、野生動物、森林腦炎等的威脅。
2.，建立視頻監控系統
目前國內主流的監控方式。
這是傳統城市監控的簡單延伸，將採集視頻圖像通過微波匯總，由人工完成集中監視；
人工監視易造成肉眼疲勞，視頻中的火情不易被查覺，造成漏報；
監控中心的視頻線路較多，人工監視也無法一一監看，易造成漏報。
所以，傳統視頻監控的最大缺點是漏報率非常高。
傳統視頻監控是非數位化系統，許多智慧型套用無法實現。
3，建立智慧型預警系統
這是森林防火的發展方向，實現森林防火的智慧型化，信息化。
利用無縫融合智慧型圖像識別技術、面向對象的3D GIS技術、大型網路監控技術等高新技術，利用多項專利技術，結合林業管理的專業知識和林業防火的經驗，建立林業防火智慧型監測預警及應急指揮系統，從而實現林區視頻的自動監控、煙火準確識別、火點精確定位、火情蔓延趨勢推演、撲救指揮的輔助決策、災後評估等多方面功能，建立森林防火的完整業務鏈，並針對性地解決用戶的各種個性化需求。
如“森林衛士365”系列產品，主要由前端智慧型監控產品和後端套用系統構成。
前端智慧型監控產品包括重型數字雲台、基站智慧型控制箱、嵌入式的煙火識別智慧型處理器等；
後端套用系統包括海普聯網監控管理平台、基於ArcGIS平台的森林防火輔助決策及應急指揮系統。
智慧型視頻防火的系統功能
通過系統建設，本系統具有以下主要功能：
1.監控指揮螢幕牆可以實時顯示前端採集點的圖像。圖像中同時包括相關數字信息如坐標,時間等；
2.數字圖像可以通過微波通訊和計算機網路實現遠程傳輸；
3.所有視頻圖像進行全程錄像存儲，並可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放；
4.採用林火精確定位技術，具有預置位、運行軌跡編輯、實時回顯位置信息功能；電動三可變長焦距鏡頭配備遠程可控濾色片低照度高清晰攝像機；
5.通過現有設定的監測點,實現整個林區監視範圍的全覆蓋；
6.系統安全性高，採用人員身份認證、訪問控制功能和審核功能等方式保證系統安全可靠；
7.查詢：採用時間流設計，可由時間、日期、前端採集點完成資料檢索；
8.微波傳輸模式，方便與其他防火中心及其他森林防火管理相關部門連線；
9.防盜告警，在監控點裝置紅外探頭，有盜竊入侵時監控中心告警，保護用戶投資，或將損失降低；
10.火情識別報警：當監控攝像機撲捉到林火時，系統具有的火情識別功能，可及時告警並聯動報警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發現火情及火點位置；
11. GIS管理系統：以電子地圖為基礎,實現地圖基本操作功能,實現對森林火災的分析預報,森林防火工作的動態管理，為防火提供直觀的規劃和決策支持。
12.火災定位：利用前端採集系統中的數字雲台，在地理信息系統里將每一個監控點進行地址編碼，同時將每一個監控點的坐標直接綁定在電子地圖上，這樣地理信息系統一旦接收到特定編碼的數字雲台回傳的位置數據，通過建立特定的位置轉換數學模型，實現定位功能。同時，系統具備實現人工定位功能。
13.輔助決策功能：GIS信息系統提供最近撲火隊前往火情點最短路徑以及通往現場的主要道路和通行能力,提供防火隔離帶的位置及趕赴火場的時間等重要信息。
14.電源系統：電源供給在全天候的環境下,保證系統不間斷供電；
15.防雷接地系統：系統要有安全的防雷接地保障措施,確保系統能夠安全運行；
16.系統配置設備網路管理系統，實現對各類設備的綜合網路管理。
主要業務需求
根據甲方提供的需求，經過分析，我們按照林業管理的工作流程對功能需求作了如下流水形的功能展示，以方便你更加直觀地了解本方案。 對於智慧型監控。。
1、非防火期
信息日常管理：
包括信息錄入與查詢、報表製作、統計分析、專題製圖等。
防火設施規劃：
對監控台站的位置進行最佳化，保證其監測網的監視覆蓋範圍完整。也可對林區防火設施和撲火隊伍進行規劃，合理配置森林防火資源。
林火撲救決策訓練：
通過向指揮者提供各種圖文資料，使其能針對各種模擬火場制定撲救方案。
2、防火期
防火準備：
接收氣象部門的火險天氣預報與火險等級預測結果，及時做好防火準備。
防火準備輔助決策：
根據各地區的火險天氣預報和火險等級預報，為各地分別提供各自不同的火災預防措施、火源管理措施、撲火隊伍戰備措施等輔助決策意見。
3、林火發生時
林火行為預測：
林火一旦發生，系統可迅速向決策者提供林火區位、蔓延速度、火場擴展趨勢、火線強度等重要的火行為數據。
撲火輔助決策：
根據林火發生地的動態信息，利用本系統的虛擬演示實現對撲火工作的複雜指揮。
4、林火發生後
災後評估：
林火發生後，可利用本系統對受災面積、災害損失做出相對準確的評估。
災後重建輔助決策：
利用資源管理系統對災後重建提供輔助決策的依據。
結構和套用
智慧型視頻監控包括“前端”：林場基站，遠程控制器，攝像系統，電源系統，防雷接地，防盜系統等；但實現智慧型控制的核心是要擁有煙火視頻智慧型識別器，以及hsv-3變控制雲台及基於gis的火點自動定位技術。
“後端',包括聯網監控管理平台，視頻會議，輔助決策應急指揮平台等；
目前的先進技術如：hsv-煙火智慧型預警系統，hsv-火點精確定位等。hsv-e1重型數字雲台等
此類技術的綜合運用案例為，森林衛士365系統。
實際運用重慶縉雲山國家自然保護區，四川九寨溝保護區等。
