CN104133455A - 基于北斗/gps与gis集成应用的森林防火控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统。该系统包括北斗/GPS定位终端、通信服务模块、数据服务模块、监控平台模块和地图服务模块。本发明通过将北斗定位导航系统和GPS结合在一起使用，不仅可以将两者的定位导航作用发挥的更好，增加定位精度，避免了通信盲区，而且可以使用户终端和中心系统具备通信功能，有助于森林防火工作中的定位、导航、通讯、指挥、调度的进行，为各种突发事件提供安全、可靠、便捷的通讯保障服务。
Description
技术领域
本发明涉及森林防火控制领域，尤其涉及一种基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统。
背景技术
森林火灾因为其突发性强、破坏性大、处置救助较为困难等原因，一直以来对其防治都是一个难题，做好森林防火工作已成为林业工作的重要组成部分。一方面，由于森林面积大、范围广，所以在传统的森林巡护作业中，往往会存在巡护路线不合理、巡护不到位、责任区划分不清、错划、漏巡等现象，这些都会导致火情不能被及时发现。另一方面，火灾一旦发生，需要调度指挥中心的快速反应，火灾发生的精确位置获取以及如何安排扑火队员最快到达是十分重要的 。再者，森林火情出现时，需要及时畅通的通信联系建立起灭火指挥机制，而在森林茂密偏远地区，移动网络及其他通信信号往往无法覆盖，导致通信中断或不畅。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服以上缺陷的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统。该系统包括北斗/GPS定位终端、通信服务模块、数据服务模块、监控平台模块和地图服务模块，所述北斗/GPS定位终端与通信服务模块相连接，用于巡护人员查看自己当前的位置，进行定位导航，并接收监控平台模块的指令或向监控平台模块发送巡查数据；所述通信服务模块与所述数据服务模块相连接，用于实现监控平台模块与定位终端之间的数据交互，并将数据存储在所述数据服务模块中，与监控监控平台模块进行交互；所述数据服务模块与所述监控平台模块相连接，用于存储所有巡护路径、通信及指令信息，实现系统的数据存储、管理和备份，为监控平台模块提供数据服务；所述监控平台模块与所述地图服务模块GIS相连接，用于实时显示巡护人员位置、实时下发或接收指令和查询巡护人员的历史轨迹；所述地图服务模块GIS，用于为所述监控平台模块实现可视化管理。
优选地，所述北斗/GPS定位终端包括GPS手机和北斗手持机。
优选地，所述GPS手机通过GPRS/GSM方式传输到监控平台模块中，并与监控平台模块实现短信互发。
优选地，所述北斗手持机采用基于地面基站和通信卫星的空地结合无线通信网络方式，将巡护人员位置信息传输到监控平台模块中。
优选地，所述地图服务模块GIS通过采用Google Map地图引擎和Google Map基础地理数据，为监控平台模块实现可视化管理。
优选地，所述通信服务模块包括GPS接收模块、北斗接收模块、GPS发送模块、北斗发送模块、通信协议解码模块和通信协议编码模块。
本发明通过将北斗定位导航系统和GPS结合在一起使用，不仅可以将两者的定位导航作用发挥的更好，增加定位精度，避免了通信盲区，而且可以使用户终端和中心系统具备通信功能，有助于森林防火工作中的定位、导航、通讯、指挥、调度的进行，为各种突发事件提供安全、可靠、便捷的通讯保障服务。
附图说明
图1是根据本发明实施例的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统网络架构图；
图2是根据本发明实施例的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统结构框图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1是根据本发明实施例的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统网络架构图。
如图1所示，系统是在Internet上实现的GIS、GNSS、GPRS集成的软硬件一体化平台，由卫星定位导航系统、定位终端、监控指挥中心、通信链路四部分组成。
卫星定位导航系统由GPS和北斗卫星导航系统组成。GPS是美国从20世纪60年代提出方1993年全面建成的卫星导航系统，目前已被广泛应用于各行各业。北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统，具有一定的保密、抗干扰和抗摧毁能力。其范围覆盖中国及周边国家和地区，24小时全天候服务，无通信盲区，具备定位与通信功能，无需其他通信系统支持。同时北斗卫星导航系统还具备短报文通信服务，从而可以使用户与中心控制系统、用户终端之间进行数据通信。
定位终端是指配备给森林防火巡护人员的手持设备，设备同时具有定位和通信的功能。系统采用的定位终端包括GPS手机和北斗手持机两种类型的设备。GPS手机可以捕获到GPS卫星信号，并根据接收到的卫星信号，按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。将GPS结合到手机中，弥补了GPS终端不具有通信功能的缺陷，可以通过手机向指挥中心发送定位及其他信息，以及接受指挥中心信息。北斗手持机是在捕获到北斗卫星信号后发送定位申请，然后获得由中心控制系统计算得到的定位结果。北斗手持机同时具备定位与通信功能，无需其他通信系统支持。森林防火巡护人员配备定位终端后，可查看自己的当前位置，进行定位和导航，并且接收来自监控指挥中心的指令或向中心反馈巡护情况。而监控人员通过定位终端返回系统的信息，可以了解巡护人员的巡护路线和出勤情况等，一旦发生紧急情况，监控人员可以根据各巡护人员所在位置，进行统筹规划，安排人员最快赶赴现场，确保了指挥调度的有效进行。
监控指挥中心由监控平台、数据库、北斗指挥机和短信猫组成。监控平台，是森林防火监控调度指挥中心人员与系统交互的直接平台，提供了巡护人员位置信息的可视化显示，巡护历史信息、巡护工作统计查询，与巡护人员互通信等功能。平台采用GIS作为空间定位基础服务，在地图上直观地显示巡护情况，同时系统结合林区地理空间数据，如等高线、林区植被种类等信息，为巡护、应急指挥工作提供决策支持和帮助，提高了调度指挥工作的有效性和科学性。数据库是监控平台的数据存储中心，用于存储所有的实时和历史巡护位置、通信及指令信息、巡护区信息、设备及巡护人员基本信息等。数据库实现了系统的数据存储、管理和备份，为监控平台提供数据服务。北斗指挥机和短信猫分别为北斗手持设备和GPS手机提供与监控平台的通信功能。北斗指挥机作为北斗卫星导航系统特有的一种机型，它不但能够定位和通信，还可实时监视下属基本用户的定位和通信信息，利用短信的通播、群发等功能可实现对下属用户的指挥和控制，本系统就是通过北斗指挥机将下属手持机位置信息(即持有手持机的巡护人员位置信息)及通信信息等传递给指挥机的控制计算机所带的监控平台。短信猫是一种收发短信的设备，通过数据线与电脑相连，结合短信猫程序，就可以实现监控平台计算机与GPS手机的无线数据传输功能。在本系统中，通过短信猫，GPS手机可以将持有者的位置信息以GPRS／GSM 方式传输到监控平台中，并且与监控平台实现短信互发功能。
通信链路，在默认情况下，GPS手机的位置信息用GPRS传输。在指定接受方的IP地址的前提下，GPRS服务器将打开设定的Winsock监听端口，监听网络上的TCP／IP数据包。在链路长时间不通的情况下，则更改为GSM 通信方式。北斗通信采用基于地面基站和通信卫星的空地结合无线通信网络。北斗服务器端所获得的是经过地面控制中心解译并特殊编码的通信码，随后，服务器端进行通信码的解析，最终存入数据库中。监控平台通过读取数据库，将新传入数据库的信息显示到系统界面。
图2是根据本发明实施例的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统结构框图。
本发明的森林防火人员控制系统主要由以下四个模块构成：通信服务模块、地图服务模块GIS、数据服务模块和监控平台模块。
通信服务模块实现平台与巡护人员手持设备之间的数据交互，包括GPRS接收模块、GPSRS发送模块、通信协议编码、解码模块，并且将数据存储于数据服务模块中，与监控平台进行交互。
数据服务模块用于存储所有的巡护路径、通信及指令信息、巡护区域划分信息、设备基本信息和分配信息，系统实时运行转台数据等。数据服务子系统实现系统的数据存储、管理和备份，为监控平台提供数据服务。
地图服务模块GIS通过采用Google Map地图引擎以及Google Map基础地理数据（含林区等高线图、林区植被类型及道路信息），为监控平台提供可视化管理方式。
监控平台模块采用B/S的架构方式，所有服务发布成Webservice，用户无需安装软件，在浏览器中输入相应的地址即可访问平台，对森林巡护工作进行考察和指挥。
本发明采用了基于GPS、北斗导航定位技术的人员巡护模式，建立了以北斗短报文通信与移动网络通信融合为核心，GPS、北斗双模定位系统与GIS集成的森林防火人员调度控制系统。可以将两者的定位导航作用发挥的更好，增加定位精度，避免了通信盲区，而且可以使用户终端和中心系统具备通信功能，有助于森林防火工作中的定位、导航、通讯、指挥、调度的进行，为各种突发事件提供安全、可靠、便捷的通讯保障服务。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统，其特征在于，包括北斗/GPS定位终端、通信服务模块、数据服务模块、监控平台模块和地图服务模块，
所述北斗/GPS定位终端与通信服务模块相连接，用于巡护人员查看自己当前的位置，进行定位导航，并接收监控平台模块的指令或向监控平台模块发送巡查数据；
所述通信服务模块与所述数据服务模块相连接，用于实现监控平台模块与定位终端之间的数据交互，并将数据存储在所述数据服务模块中，与监控监控平台模块进行交互；
所述数据服务模块与所述监控平台模块相连接，用于存储所有巡护路径、通信及指令信息，实现系统的数据存储、管理和备份，为监控平台模块提供数据服务；
所述监控平台模块与所述地图服务模块GIS相连接，用于实时显示巡护人员位置、实时下发或接收指令和查询巡护人员的历史轨迹；
所述地图服务模块GIS，用于为所述监控平台模块实现可视化管理。
2.根据权利要求1所述的北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统，其特征在于，所述北斗/GPS定位终端包括GPS手机和北斗手持机。
3.根据权利要求2所述的所述的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统，其特征在于，所述GPS手机通过GPRS/GSM方式传输到监控平台模块中，并与监控平台模块实现短信互发。
4.根据权利要求2所述的所述的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统，其特征在于，所述北斗手持机采用基于地面基站和通信卫星的空地结合无线通信网络方式，将巡护人员位置信息传输到监控平台模块中。
5.根据权利要求1所述的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统，其特征在于，所述地图服务模块GIS通过采用Google Map地图引擎和Google Map基础地理数据，为监控平台模块实现可视化管理。
6.根据权利要求1所述的基于北斗/GPS与GIS集成应用的森林防火控制系统，其特征在于，所述通信服务模块包括GPS接收模块、北斗接收模块、GPS发送模块、北斗发送模块、通信协议解码模块和通信协议编码模块。
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