為了適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)條件下森林防火工作的需求，根據(jù)森林防火工作“預(yù)防為主，積極消滅”的方針，建立一個高科技含量的森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，采用新的現(xiàn)當(dāng)代花的森林防護(hù)技術(shù)，提高組織指揮決策水平，走高科技防火之路勢在必行。

森林防火是世界性的林業(yè)重要災(zāi)害之一，每年都有森林火災(zāi)的發(fā)生，每次都會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。而且還會造成當(dāng)?shù)匾欢ǖ沫h(huán)境污染。國家林業(yè)相關(guān)部門對森林防火監(jiān)控系統(tǒng)越來越重視，投入大量的人力物力做好預(yù)防森林防火。森林火災(zāi)具有突發(fā)性、隨機(jī)性、短時間內(nèi)過火面積蔓延迅速，如果不能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效的滅火措施，必將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此一旦有火警發(fā)生，就必須快速采取滅火措施，決策及時、正確，爭取把損失降到最低。所以是否能及時發(fā)現(xiàn)著火點，分析是否準(zhǔn)確合理，決策是否正確直接決定了能不能把火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失控制在最少。國內(nèi)外對森林火災(zāi)采取預(yù)防為主，減少和控制森林火災(zāi)而努力。為了早日實現(xiàn)森林防火工作的科學(xué)化、信息化、規(guī)范化、貫徹“預(yù)防為主，積極消滅”的方針，真正做到早發(fā)現(xiàn)、早解決，建立一個高科技含量的森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，提高組織指揮決策水平，走科技防火之路已經(jīng)刻不容緩。

針對林區(qū)范圍廣，環(huán)境復(fù)雜，布線造成工程復(fù)雜成本很高而且相當(dāng)困難，普通的有線監(jiān)控系統(tǒng)不適合森林監(jiān)控?，F(xiàn)在很多地方都是采用在山上設(shè)固定監(jiān)測點，人工監(jiān)測，但是人的視野范圍有限，而且晚上看的更有限，基本失去監(jiān)測作用。因此設(shè)置固定監(jiān)測也不能實現(xiàn)全天侯時時監(jiān)控的要求。綜上所述，只用測用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)才能既經(jīng)濟(jì)又實用的解決森林防火中遇到的困難。隨著國家相關(guān)部門對安全的高度重視，無線監(jiān)控在不同的行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

森林防火無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計要求

1、能直觀、真實、在森林發(fā)生火災(zāi)的時及時發(fā)現(xiàn)火情，防止偷盜、捕獵的發(fā)生，真正起到預(yù)防的目的。

2、能把森林火災(zāi)現(xiàn)場圖像實時傳回指揮中心，指揮中心通過前端傳回的現(xiàn)場指揮滅火，更合理的分配滅火物資，調(diào)配人員。

3、能真實記錄火災(zāi)發(fā)生時，救火過程中以及救火以后現(xiàn)場的真實情況，對以后火災(zāi)進(jìn)行分析、存檔提供真實的直觀資料。

森林防火圖像監(jiān)控系統(tǒng)的組成

森林防火圖像監(jiān)控系統(tǒng)一般來說有三大部分組成，分別是前端圖像和信息數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、監(jiān)控指揮中心部分。基本結(jié)構(gòu)示意如下圖：

圖像和信息采集部分

森林防火監(jiān)控圖像和信息采集部分由位于前端的攝像機(jī)、鏡頭、云臺和護(hù)罩、解碼器、供電系統(tǒng)和穩(wěn)壓系統(tǒng)、圖像編碼設(shè)備、煙感探測器和其他擴(kuò)展設(shè)備組成。由于該部分處于高山森林深處，環(huán)境狀況比較惡劣，所以在設(shè)備選擇和施工中比普通的圖像監(jiān)控要求嚴(yán)格。

攝像機(jī)

攝像機(jī)是系統(tǒng)的眼睛，攝像機(jī)的選用直接關(guān)系到采集圖像的效果。圖像采集過程中，云臺旋轉(zhuǎn)形成的光照變化、山地情況復(fù)雜、背光以及兼顧夜間成像的需求，考慮到紅外熱像儀成像質(zhì)量差、壽命短造價高等特點，宜采用低照度寬動態(tài)的彩色CCD攝像機(jī)。

鏡頭

由于森林面積廣大，監(jiān)控點的數(shù)量有限，通常要求一個監(jiān)控點白天要有3—10公里甚至更遠(yuǎn)范圍的監(jiān)控半徑，需要采用一定倍數(shù)的變焦鏡頭。根據(jù)我們在森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中的經(jīng)驗，大焦距的變焦鏡頭由于安裝鐵塔的抖動，在大變倍情況下聚焦成像較為困難，而且長焦距鏡頭通光量差，不利于低照度下的成像，同時由于長焦距鏡頭價格昂貴，性價比不高，不建議采用焦距超過300mm的鏡頭，如果對鏡頭焦距卻有要求，一般建議在200mm為宜。

云臺和護(hù)罩

由于森林監(jiān)控點的位置比較偏遠(yuǎn)，所以云臺的選取主要考慮豈可靠，耐用，穩(wěn)定性。考慮到高山氣候條件惡劣，風(fēng)大，云臺要有足夠的抗風(fēng)能力，負(fù)擔(dān)要有足夠的余量。

為了操控的靈活性，盡量選用帶有預(yù)置位的云臺，以實現(xiàn)對森林區(qū)域火災(zāi)事故多發(fā)區(qū)和重點區(qū)域的監(jiān)視監(jiān)控。再有GIS系統(tǒng)的防火監(jiān)控系統(tǒng)中，還要要求云臺具有角度指示功能。防火罩要容得下長焦距鏡頭和攝像機(jī)，而且要有雨刷和恒溫設(shè)置。

解碼器

解碼器的選擇，以符合云臺和攝像機(jī)的控制要求為主，控制接口以422或485為主，不建議選擇232控制接口類型。由于環(huán)境惡劣，不管有沒有設(shè)備機(jī)箱房，解碼器的配置最好是室外型的產(chǎn)品，以保證設(shè)備的低故障率。

編碼設(shè)備

攝像機(jī)輸出的是模擬信號，為了翻遍傳輸和中心數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的需求，需要把模擬的圖像信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息碼流，這就需要模/數(shù)轉(zhuǎn)換的視頻編碼器?？紤]到傳輸帶寬和圖像清晰度的要求，并考慮到信息在中心處理,存儲,傳輸和操作，森林防火監(jiān)控中圖像壓縮技術(shù)多以MPEG4的處理方式為主。同時，基于MPEG4的視頻編碼設(shè)備具有豐富的報警,監(jiān)控，音視頻接口，可以方便的接入前端其他輔助設(shè)備的信號。

其他輔助設(shè)備

森林監(jiān)控系統(tǒng)的前端大部分設(shè)置在空曠且無人看守的野外，為了設(shè)備的安全，建議在其前端的監(jiān)控點設(shè)置報警探頭和語音通話系統(tǒng)。為了實時了解森林地區(qū)的氣象條件，在其前端監(jiān)控點建議安裝氣象采集裝置，采集當(dāng)?shù)厣值臏囟葷穸?氣壓,風(fēng)向,風(fēng)速等氣象信息.

傳輸部分

圖像傳輸不外乎兩種方式，光纖和微波。光纖作為傳輸載體，具有傳輸容量大，傳輸信號穩(wěn)定，不容易被雷擊等有點，但是由于是有線傳輸，在森林防火的施工中鋪設(shè)光纜，施工難度大、施工周期長且容易遭到破壞，光纖一般用在傳輸距離較近的監(jiān)控點，容易布線的環(huán)境的下。

微波傳輸具有施工方便，安裝靈活，造價低等有點。尤其在森林監(jiān)控中大多數(shù)監(jiān)控點位于山上，在遠(yuǎn)距離的森林防火監(jiān)控中被廣泛的使用。微波無線傳輸系統(tǒng)在煤礦監(jiān)控中也被越來越多的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的模擬微波由于占用頻譜寬，易于受到干擾，且傳輸?shù)哪M圖像不利于后續(xù)的監(jiān)控中心操作與處理，在森林防火中的應(yīng)用越來越少了。取而代之的是數(shù)字?jǐn)U頻微波傳輸。

數(shù)字?jǐn)U頻微波傳輸容量大，傳輸性能穩(wěn)定，不容易受到干擾，數(shù)字化線路的傳輸適合現(xiàn)代安防技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字化的發(fā)展趨勢，尤其是2.4G和5.8G開放頻段的數(shù)字?jǐn)U頻設(shè)備，頻率無需申請即可使用，所以被廣泛應(yīng)用在森林防火中，在視距的情況下主要用作遠(yuǎn)距離的監(jiān)控點數(shù)據(jù)回傳以及主干傳輸。