CN109903505A - 一种森林火情监测系统、方法及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种森林火情监测系统，应用于飞行器，包括：图像采集器，用于采集目标森林的图像信息和温度信息；图像处理装置，用于根据图像信息和温度信息，分析得到目标森林的火情信息；卫星通信设备，用于将火情信息下传至地面指挥站，以使地面指挥站根据火情信息实施相应的救灾策略。可见，将图像采集器、图像处理装置以及卫星通信设备安装在飞行器上，以代替火情观察员通过人工观察来监测森林的火情变化情况，避免了火情观察员人为因素所带来的干扰，同时通过卫星通信设备实时将对森林火情的监测结果传输至地面指挥站，提高了对森林火情实时监测的效率和准确度。相应的，本发明还公开了一种森林火情监测方法及介质，同样具有上述有益效果。

Description

一种森林火情监测系统、方法及介质

技术领域

本发明涉及森林火灾监测领域，特别涉及一种森林火情监测系统、方法及介质。

背景技术

森林一旦遭受火灾，就会危害或者是烧伤林木，一方面使得森林积蓄的资源量受到损失，另一方面也使森林的生长受到严重的影响，而且森林是属于生长周期较长的可再生资源，其恢复需要较长的时间。现在森林大多生长在离市区较远的地方，森林火灾的发生，会给国家和人民带来严重的财产损失，而且有时还会伴随有人员伤亡的案例发生。

现在对森林防火的巡查当中，基本上还是使用有人飞机，飞机上会设置有火情观察员，火情观察员通过飞机的舷窗向森林中目视火情，通过火情观察员的经验对火场进行判断，然后将火情的位置进行标定，然后通过手机将拍摄到的火场传送到地面。但是，在这一过程当中，火情观察员的视野范围有限，无法精准的判断是否有火情的发生，而且，森林一般都是手机信号无法覆盖的区域，数据传输的实时性较差。综上所述，如何对森林火灾进行实时的监测，以避免森林火灾给人民带来的财产损失，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种森林火情监测系统、方法及介质，以提高对于森林火灾监测的准确度，降低森林火灾给人民财产带来的损失。其具体方案如下：

一种森林火情监测系统，应用于飞行器，包括：

图像采集器，用于采集目标森林的图像信息和温度信息；

图像处理装置，用于根据所述图像信息和所述温度信息，分析得到所述目标森林的火情信息；

卫星通信设备，用于将所述火情信息下传至地面指挥站，以使所述地面指挥站根据所述火情信息实施相应的救灾策略。

优选的，所述图像处理装置包括：

定位器，用于根据所述图像信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域；

温度处理装置，用于获取所述位置区域的温度数据，并根据所述温度数据所处的预设温度区间范围，分析得到所述目标森林的火情信息。

优选的，所述定位器包括：

图像识别装置，用于根据所述图像信息的颜色信息和/或亮度信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域。

优选的，所述图像采集器为双光光电吊舱。

优选的，所述双光光电吊舱的方位视角为360°和俯仰视角为-20°～110°。

优选的，所述图像采集器设置在所述飞行器的重心位置处。

相应的，本发明还公开了一种森林火情监测方法，应用于飞行器，包括：

采集目标森林的图像信息和温度信息；

根据所述图像信息和所述温度信息，分析得到所述目标森林的火情信息；

将所述火情信息下传至地面指挥站，以使所述地面指挥站根据所述火情信息实施相应的救灾策略。

优选的，所述根据所述图像信息和所述温度信息，分析得到所述目标森林的火情信息的过程，包括：

根据所述图像信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域；

获取所述位置区域的温度数据，并根据所述温度数据所处的预设温度区间范围，分析所述目标森林的火情信息。

优选的，所述根据所述图像信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域的过程，包括：

根据所述图像信息的颜色信息和/或亮度信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域。

相应的，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的森林火情监测方法的步骤。

在本发明中，一种森林火情监测系统，应用于飞行器，包括：图像采集器，用于采集目标森林的图像信息和温度信息；图像处理装置，用于根据图像信息和温度信息，分析得到目标森林的火情信息；卫星通信设备，用于将火情信息下传至地面指挥站，以使地面指挥站根据火情信息实施相应的救灾策略。

可见，在本发明中，通过将图像采集器和卫星通信设备安装在飞行器上，通过安装在飞行器上的图像采集器来获取目标森林的图像信息及温度信息，并且由图像处理装置对采集到的目标森林的图像信息和温度信息进行处理分析，可以精准的判断出目标森林中是否具有火情以及隐藏于森林当中的小火情。然后将由图像处理装置分析得到的目标森林的火情信息，通过安装在飞行器上的卫星通信设备，将处理得到的目标森林的火情信息实时传输到地面指挥站，以使地面指挥站接收到目标森林的火情信息后，就可以根据目标森林的火情信息实施相应的救援策略。相比于现有技术，是通过飞机上的火情观察员来实时监测森林的火情信息，以及通过手机传输监测到的数据信息。本发明中的方法，不仅避免了人工监测数据信息不准确的问题，而且也避免了由于林区数据链路覆盖不全面，而导致的森林火情信息无法实时传送至地面站的问题。相应的，本发明公开的森林火情监测方法及介质，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种森林火情监测系统的结构图；

图2为本发明实施例所提供的另一种森林火情监测系统的结构图；

图3为本发明实施例所提供的一种森林火情监测方法的流程图；

图4为本发明实施例所提供的另一种森林火情监测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种森林火情监测系统，如图1所示，该系统包括：

图像采集器101，用于采集目标森林的图像信息和温度信息。

图像处理装置102，用于根据图像信息和温度信息，分析得到目标森林的火情信息。

卫星通信设备103，用于将火情信息下传至地面指挥站，以使地面指挥站根据火情信息实施相应的救灾策略。

本申请公开的森林火情监测系统是应用于飞行器上，也即，图像采集器101、图像处理装置102和卫星通信设备103是安装在飞行器上。需要说明的是，在现有技术当中，对于森林火情的巡查大多是火情观察员通过飞机观察地面上森林的火灾情况，能够想到的是，火情观察员的视野范围有限，并且通过人为经验对火灾进行判断，其中，必定会有人为因素的干扰，并且，由于飞机在巡查过程中，飞机离地面的距离较远，火情观察员也无法观察到隐藏于森林当中的小火情。

在本申请中，将能够拍摄目标森林图像的图像采集器101安装在飞行器上，通过图像采集器101来代替火情观察员的人眼观察，来获取森林的图像信息，并通过对采集到的图像进行处理，能够实时的判断出森林当中是否具有火情。可以理解的是，能够获取到森林中的图像信息和温度信息的图像采集器多种多样，比如可以使用高清的摄像头和温度传感器，或者是将采集目标森林的图像采集器和温度传感器集成在一个图像采集器中，降低对飞行器的空间占用率。当然，具体在实际操作当中，是采用哪一种图像采集器，一切以达到实际应用为的目的，此处不作限定。

能够想到的是，对于城市当中的建筑物或者是种植密度较为稀少的地方，无线电波的传输通常不会受到太多的干扰，但是，对于树木和植物较多的森林，无线电波的传输成为巨大的瓶颈。而且，在森林当中由于会受到天气、森林湿度、植被覆盖率以及树木稀疏程度等不确定因素的影响，使得森林当中的无线电波的传输受到了极大的干扰，从而导致数据在传输过程中的损耗，进而使得数据在传输过程中无法实时传输至地面指挥站，从而使得对于森林火灾无法实施更好的救援。

在本实施例中，将卫星通信设备103安装在对森林进行巡检的飞行器上，通过卫星通信设备103对由安装在飞行器上的图像处理装置处理后的数据信息传输至地面指挥站，大大提高了数据传输的完整性及准确率。可以理解的是，卫星通信设备是利用微波通信，它以卫星作为中转站转发微波信号，也即，将图像处理装置102中处理得到的目标森林的数据信息利用电磁波进行放大，然后将这些图像数据发送到地面站当中。可见，通过这样的方法，能够使得数据进行更好的传输，从而也解决了现有技术当中，对于林区数据无法传输的问题，从而达到了林区火情视频传输无死区的效果。需要说明的是，能够达到对森林中数据传输的卫星通信设备多种多样，一切以达到实际应用为目的，此处不作限定。

能够想到的是，通过安装在飞行器上的图像采集器101获取目标森林的图像信息和温度信息，然后通过安装在飞行器上的图像处理装置102对目标森林的图像信息和温度信息进行实时的处理，然后根据目标森林的图像信息和温度信息判断出目标森林是否具有火情，或者是目标森林中火情的大小，然后通过卫星通信设备103将监测到的目标森林中的火情信息实时传送到地面上的地面指挥站，最后，地面指挥站根据图像处理装置下传的目标森林的火情信息，对目标森林实施实时的救援策略，以使人民的财产经济损失降到最低，可见，相比于现有技术，在发明将图像采集器101、图像处理装置102以及卫星通信设备103安装在飞行器上，以代替火情观察员的人工观察来判断森林火灾的变化情况，避免了人工观察过程中的人为因素所带来的干扰，也通过卫星通信设备103将对目标森林监测的相关结果发送至地面指挥站，能够避免林区数据链路通信较差，数据无法实时传输的痛点，通过本申请中的这种方法，实现了实时火情视频传输无死区，提高了在对森林火情实时监测的准确度。

可见，在本发明中，通过将图像采集器和卫星通信设备安装在飞行器上，通过安装在飞行器上的图像采集器来获取目标森林的图像信息及温度信息，并且由图像处理装置对采集到的目标森林的图像信息和温度信息进行处理分析，可以精准的判断出目标森林中是否具有火情以及隐藏于森林当中的小火情。然后将由图像处理装置分析得到的目标森林的火情信息，通过安装在飞行器上的卫星通信设备，将处理得到的目标森林的火情信息实时传输到地面指挥站，以使地面指挥站接收到目标森林的火情信息后，就可以根据目标森林的火情信息实施相应的救援策略。相比于现有技术，是通过飞机上的火情观察员来实时监测森林的火情信息，以及通过手机传输监测到的数据信息。本发明中的方法，不仅避免了人工监测数据信息不准确的问题，而且也避免了由于林区数据链路覆盖不全面，而导致的森林火情信息无法实时传送至地面站的问题。

基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，如图2所示，本实施例对上一实施例进行具体的说明，上述实施例中的图像处理装置101包括：

定位器201，用于根据图像信息，定位目标森林具有火情隐患的位置区域。

温度处理装置202，用于获取位置区域的温度数据，并根据温度数据所处的预设温度区间范围，分析得到目标森林的火情信息。

可以理解的是，通过安装在飞行器上的图像采集器101采集到目标森林的图像信息后，然后根据图像中的异常区域，就能够大致判断出目标森林中发生火灾的位置区域，然后根据在图像中标定出来的火情位置区域，通过定位器，使得飞行器更进一步的飞行至目标森林的火情位置区域，然后再通过图像采集器101中的外红成像技术，判断出目标森林中火情位置区域温度的高低，然后通过获取到的火情位置区域的温度数据可以更为准确的判断出火情位置区域是否真的具有火情，显然，通过本实施例中的方法，相比于仅仅使用图像处理的方法，本方法不会对森林中的火情信息造成误判，进而提高了对森林火情判断的准确率。

基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，定位器201包括：

图像识别装置301，用于根据图像信息的颜色信息和/或亮度信息，定位目标森林具有火情隐患的位置区域。

具体的，在本实施例中，是通过图像采集器101获取到的目标森林中的图像信息的颜色信息和/或亮度信息，来具体标定图像中具有火情隐患的位置区域。能够想到的是，采集到的目标森林的图像当中，如果目标森林没有发生火灾，则获取到的森林图像中的颜色和亮度较为统一。但是，如果目标森林中发生了火灾，则必定会在采集到的图像当中，出现亮度较其它位置区域较亮的位置区域，或者是颜色不同于其它位置区域的区域，所以，根据采集到的图像中的这一特点，可以更为准确地判断出目标森林是否具有火情。显然，通过这一方法，能够避免现有技术当中，火情观察员人眼观察不准确的问题。需要说明的是，在本实施例中，是将图像识别装置301设置在定位器201中，在实际操作当中，可以根据实际应用场景的不同，将图像识别装置301设置在其它的位置，一切以达到实际应用为目的，此处不作限定。

基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，本实施例对上述实施例进行具体的说明。

优选的，图像采集器101为双光光电吊舱。

优选的，双光光电吊舱的方位视角为360°和俯仰视角为-20°～110°。

优选的，图像采集器101设置在飞行器的重心位置处。

在本实施例中，是使用双光光电吊舱作为图像采集器101来获取目标森林中的图像信息。能够想到的是，由于双光光电吊舱具有高精度的两轴稳定平台，内置连续变焦的可见光摄像机和红外热像仪，能够实现对目标森林飞行跟踪导航的应用需求，而且，由于双光光电吊舱体积小、重量也较为轻便，适合在飞行器上安装使用。进一步的，由于双光光电吊舱内置了红外热像仪，所以能够在夜晚及有雾的情况下，对目标森林进行全天候的实时监测，也避免了飞机上火情观察员的成像视野有限的问题，通过本实施例中的方法，进一步的提高了对森林火灾监测的精确度。

而且，在本实施例中，双光光电吊舱的方位视角为360°和俯仰视角为-20°～110°，所以通过双光光电吊舱能够获取到目标森林中更为全面的图像信息，能够想到的是，双光光电吊舱这样的视野范围，能够以更大的视野范围拍摄目标森林的状态信息，避免了人眼观察的有限视野范围，提高了对目标森林的监测效率。当然在实际操作当中，还可以对双光光电吊舱的成像范围和角度进行适应的调整，一切以达到实际应用为目的，此处不作限定。

具体的，在本实施例中，是将图像采集器101安装在飞行器的重心位置处，也即，将双光光电吊舱安装到飞行器的重心位置处来使得飞行器在飞行过程中达到平衡状态，而不至于使得飞行器在飞行过程中，出现重心不稳的情况。当然，根据实际当中的具体情况，还可以对图像采集器的安装位置作适应性的调整，一切以达到实际应用为目的，此处不作限定。

相应的，本发明还公开了一种森林火情监测方法，如图3所示，应用于飞行器，包括：

步骤S11：采集目标森林的图像信息和温度信息；

步骤S12：根据图像信息和温度信息，分析得到目标森林的火情信息；

步骤S13：将火情信息下传至地面指挥站，以使地面指挥站根据火情信息实施相应的救灾策略。

在本实施例中，首先是利用安装在飞行器上的图像采集器来采集需要进行巡检观察的目标森林中的图像信息和温度信息，然后根据目标森林的图像信息和温度信息，通过安装在飞行器上的图像处理装置分析得到目标森林是否具有火情，然后将分析得到的目标森林的火情信息通过卫星通信设备实时传输至地面指挥站，最后，当地面指挥站的相关操作人员得到飞行器传送的目标森林的数据信息后，根据监测到的目标森林中的火情信息，实施相应的救灾策略，从而降低森林火灾给人民财产带来的损失。

需要说明的是，通过图像采集装置获取到目标森林的图像信息时，能够大致判断出目标森林是否具有火情，但是这一判断结果，并不是很准确，所以，进一步的，还可以通过获取目标森林中火情的预警区域来进一步的判断出目标森林中是否具有火情，相比于仅仅使用目标森林的图像信息来判断目标森林是否具有火情，不会出现误判的情况，进而提高对于森林火灾判断的准确率。

能够想到的是，通过图像采集器获取到得目标森林中的图像信息时，就可以通过目标森林中的图像信息和温度信息来判断分析出目标森林中是否具有火情，然后，将分析得到的目标森林的火情信息通过安装在飞行器上的卫星通信设备传输至地面指挥站，然后地面指挥站根据卫星通信设备传输的目标森林的火情信息，来对目标森林实施相应的救援活动。

基于上述实施例，作为一种优选的实施方式，如图4所示，本实施例对上一实施例进行具体的说明。

优选的，上述步骤S12：根据图像信息和温度信息，分析得到目标森林的火情信息的过程，包括步骤S21和步骤S22。

步骤S21：根据图像信息，定位目标森林具有火情隐患的位置区域；

步骤S22：获取位置区域的温度数据，并根据温度数据所处的预设温度区间范围，分析得到目标森林的火情信息。

能够想到的是，当利用图像采集器采集到目标森林中的火情信息时，能够对采集到的目标森林中的图像进行分析，能够根据采集到的图像信息大致判断出目标森林是否具有火情，但是对于目标森林中火情较小的区域，利用拍摄到的普通图像的判断结果并不是很准确，此时，就需要根据图像中火情区域的位置去定位火情的具体区域，然后通过获取火情区域的温度信息再次判断该区域是否是真的具有火情。能够想到的是，利用图像采集器获取目标森林的温度数据，然后判断获取到的目标森林中的火灾预警区域的温度数据是否在目标森林的预设温度区间范围，进而来判断目标森林中的火灾预警区域是否具有火情，比通过图像判断火情信息更为准确，而且，通过红外成像技术能够实时准确的发现隐藏于目标森林中树下的小火情，也即，利用图像采集装置中的红外测温仪能够精准的获取到火场的温度信息，不会对森林的火场情况造成误判。

而且，通过图像处理装置分析得到目标森林是否具有火情以后，实时的将处理后的数据信息通过安装在飞行器上的卫星通信设备传输至地面指挥站，以使得地面指挥站能够根据目标森林的实时火场情况实施相应的救援，减少由于森林火灾给人民财产带来的损失。

具体的，步骤S21：根据图像信息，定位目标森林具有火情隐患的位置区域的过程，包括步骤H11。

步骤H11：根据图像信息的颜色信息和/或亮度信息，定位目标森林具有火情隐患的位置区域。

可以理解的是，通过安装在飞行器上的图像采集器采集到的目标森林的图片可以大致判断得到林区火场的变化情况。具体的，在本实施例中，是通过目标森林图像信息中的颜色信息和/或亮度信息来判断目标森林的火场变化情况，能够想到的是，如果目标森林发生火灾，则在目标森林的图像当中，会表现出异常的图像颜色信息和亮度信息，然后根据图像中的这些图像颜色信息和亮度信息，大致能够判断出目标森林中是否具有火情。

能够想到的是，通过图像中颜色信息和亮度信息能够大致判断出目标森林是否具有火情，但是这一监测结果并不准确，因为通过安装在飞行器上的图像采集器获取到的图像，离目标森林距离较远，况且由于天气、光照及目标森林中树木稀疏度的影响，使得监测结果会有一些误差。此时，还可以根据安装在飞行器上的定位器，以及根据目标森林具有火情隐患的的位置区域，使飞行器飞行至火情隐患的位置区域，进一步的获取目标火情位置区域的温度信息，然后根据目标火情的温度信息去判断该目标火情位置区域是否真的具有火情，进一步的提高了对于目标森林监测结果的准确度。具体的过程，可参见上述实施例公开的内容，在此不再赘述。

相应的，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的森林火情监测方法的步骤。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种森林火情监测系统、方法及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种森林火情监测系统，其特征在于，应用于飞行器，包括：

图像采集器，用于采集目标森林的图像信息和温度信息；

图像处理装置，用于根据所述图像信息和所述温度信息，分析得到所述目标森林的火情信息；

卫星通信设备，用于将所述火情信息下传至地面指挥站，以使所述地面指挥站根据所述火情信息实施相应的救灾策略。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述图像处理装置包括：

定位器，用于根据所述图像信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域；

温度处理装置，用于获取所述位置区域的温度数据，并根据所述温度数据所处的预设温度区间范围，分析得到所述目标森林的火情信息。

3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述定位器包括：

图像识别装置，用于根据所述图像信息的颜色信息和/或亮度信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域。

4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述图像采集器为双光光电吊舱。

5.根据权利要求4所述的监测系统，其特征在于，所述双光光电吊舱的方位视角为360°和俯仰视角为-20°～110°。

6.根据权利要求1至5所述的监测系统，其特征在于，所述图像采集器设置在所述飞行器的重心位置处。

7.一种森林火情监测方法，其特征在于，应用于飞行器，包括：

采集目标森林的图像信息和温度信息；

根据所述图像信息和所述温度信息，分析得到所述目标森林的火情信息；

将所述火情信息下传至地面指挥站，以使所述地面指挥站根据所述火情信息实施相应的救灾策略。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像信息和所述温度信息，分析得到所述目标森林的火情信息的过程，包括：

根据所述图像信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域；

获取所述位置区域的温度数据，并根据所述温度数据所处的预设温度区间范围，分析得到所述目标森林的火情信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域的过程，包括：

根据所述图像信息的颜色信息和/或亮度信息，定位所述目标森林具有火情隐患的位置区域。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至9任一项所述森林火情监测方法的步骤。