CN111964732A - 一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法和装置,包括控制器、监测端、接收端和发布端,所述监测端与控制器连接,所述控制器将检测结果传输到接收端,所述接收端用于对控制器的检测结果并结合气象数据进行计算,所述接收端将结果传输到发布端,所述监测端由可燃物湿度球矩阵组成,所述可燃物湿度球矩阵设有多层,且可燃物湿度球矩之间上下叠加设置,本发明通过采用本地树种制作可燃物湿度球,可以更好的适合本地火险预报,且采用多径级可燃物湿度球矩阵排列,有助于获得多类型、径级可燃物湿度,综合考虑空间排列、径级、树种等的综合影响,比传统的可燃物湿度棒具有更好的精度、可部署性、符合实际情况。
Description
技术领域
本发明涉及火险预测技术领域,具体为一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法和装置。
背景技术
森林火险预测是火险预测的难点之一,传统火险预测是进行林火管理的重要环节,从以天气要素做简单的森林火险预测,逐渐向综合性森林火险预报、林火发生预报和火行为预报等方向发展,然而由于实时获取地表可燃物信息的难度,现有的火险预报方法一般采用气象火险,采用气象因子间接对火险进行预报,由于无法直接获得可燃物湿度信息,因此预报结果有一定的局限性。
现有的可燃物湿度的监测方法一般需要人工采用,称重、烘干等方法,或者采用湿度棒的方法,人工进行可燃物湿度测量或自动称重,在野外条件下,大规模部署有一定限制,耗费大量人力和物力,同时,称重受外界条件影响比较大,称重过程采样时间频率受称重仪器的敏感影响比较大。虽然现在也有根据木材电阻变化进行木材湿度评估的方法,但没有方便可靠的湿度传感器的制作方案和部署方案,并且无法组网进行大规模部署。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法和装置,以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可扩展球式矩阵森林火险预测装置,包括控制器、监测端、处理端和发布端,所述监测端与控制器电性连接,且监测端安装在地面上,所述控制器用于将检测结果传输到处理端内,所述处理端用于对控制器的检测到的数据接收,同时结合气象数据进行计算,所述处理端将处理结果传输到发布端内,所述监测端由可燃物湿度球矩阵组成,所述可燃物湿度球矩阵设有多层,且可燃物湿度球矩之间上下叠加设置,所述可燃物湿度球矩阵的中间连接,所述处理端包括服务器和云端,所述发布端包括WEB和定制的APP。
优选的,所述控制器内安装有定位单元和通信单元,所述通信单元内包括移动通信、北斗短报文传输方式,所述定位单元采用北斗定位芯片。
优选的,所述可燃物湿度球矩阵由可燃物湿度球组成,且可燃物湿度球设有多组,所述可燃物湿度球矩形排列,且每个可燃物湿度球两端以电极连接,相邻之间的可燃物湿度球之间通过绝缘物连接,位于底层的可燃物湿度球矩阵的可燃物湿度球上设有探针,所述探针用于固定在地面上。
优选的,所述控制器的电源与太阳能发电板电性连接。
优选的,所述可燃物湿度球的直径不同,且每层可燃物湿度球矩阵内的不同直径可燃物湿度球交错配置。
一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法,包括如下步骤:
包括如下步骤:
S1、制作可燃物湿度球:在火险待测林区选择有代表性的3类树种,每种树种取木材部分,将其干燥后,制作0.5cm、2.5cm、5cm、直径的3个木球,命名为可燃物湿度球,每个径级制作3个;
S2、制作可燃物湿度球矩阵:将3类3个径级的可燃物湿度球以绝缘体连接成3×3的可燃物湿度球矩阵,且可燃物湿度球距离大于3cm,可燃物湿度球矩阵制作一层、两层或多层,并将可燃物湿度球矩阵中间连接,同时多个可燃物湿度球矩阵之间可以拆解,可燃物湿度球矩阵之间相距5cm以上;
S3、放置可燃物湿度球矩阵:将可燃物湿度球矩阵放置在地面,底层可燃物湿度球矩阵通过探针可与地面固定,且底层可燃物湿度球矩阵要与地面接触,分别在空旷处、树荫下放置可燃物湿度球矩阵;
S4、导回湿度数据:根据每个可燃物湿度球两端的电极传导回的电信号计算不同类型和径级可燃物湿度球湿度;
S5、预测森林火险等级:控制器内的系统连接自动气象站或气象部门实时气象数据,实时获取气象信息,同时采集气象部门发布的未来1-7天天气预报数据,或未来更长时间气象数据,将可燃物湿度球的湿度信息和气象信息传输到服务器和云端,根据可燃物湿度球和气象因子的关系,计算未来1-7天或未来更长时间可燃物湿度球湿度,根据可燃物湿度球湿度和气象信息预测森林火险等级;
S5、预测森林火险等级:根据获得的可燃物湿度球的湿度、气象信息和火险根据地形和位置进行插值,获得区域可燃物湿度和火险分布,并将数据通过WEB和定制的APP进行发布。
优选的,可燃物湿度球的湿度信息和气象信息通过移动通信进行信号传输,对于无手机信号的,采用北斗短报文进行信号传输。
优选的,在火险待测林区选择有代表性的3类树种,但不限于3种,可燃物湿度球的直径不限于0.5cm、2.5cm、5cm,可燃物湿度球矩阵不限于3×3,系统不限于采集未来1-7天天气预报数据。
优选的,可燃物湿度球由具有代表性的3类树种制作,也选择其他木材或合成材料代替。
本发明提供了一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法和装置,具备以下有益效果:
(1)本发明通过采用本地树种制作可燃物湿度球,可以更好的适合本地火险预报,且采用多径级可燃物湿度球矩阵排列,有助于获得多类型、径级可燃物湿度,综合考虑空间排列、径级、树种等的综合影响,比传统的可燃物湿度棒具有更好的精度、可部署性、符合实际情况。
(2)本发明解决了实际中森林火险预测的难题,根据可燃物湿度球和气象因子的关系,弥补通过气象因子间接预报的局限,根据可燃物湿度球实时监测信息和气象因子的关系,可对未来1-7天可燃物湿度球湿度进行预测,进而对未来1-7天火险进行预测。
(3)本发明可燃物湿度球矩阵与北斗芯片、通信网络整合可以进行区域性大规模部署,进行大区域火险预测。
附图说明
图1为本发明的森林火险预测装置结构示意图;
图2为本发明的控制器结构示意图;
图3为本发明的可燃物湿度球矩阵结构示意图;
图中:1、控制器;2、监测端;3、可燃物湿度球;4、绝缘物;5、太阳能发电板;6、处理端;7、发布端;8、定位单元;9、通信单元;10、探针。
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。
实施例1
如图1-3所示,本发明提供一种技术方案:一种可扩展球式矩阵森林火险预测装置,包括控制器1、监测端2、处理端6和发布端7,所述监测端2与控制器1电性连接,且监测端2安装在地面上,所述控制器1用于将检测结果传输到处理端6内,所述处理端6用于对控制器1的检测到的数据接收,同时结合气象数据进行计算,所述处理端6将处理结果传输到发布端7内,所述监测端2由可燃物湿度球矩阵组成,所述可燃物湿度球矩阵设有多层,且可燃物湿度球矩之间上下叠加设置,所述可燃物湿度球矩阵的中间连接,所述处理端6包括服务器和云端,所述发布端7包括WEB和定制的APP。
所述控制器1内安装有定位单元8和通信单元9,所述通信单元9内包括移动通信、北斗短报文传输方式,所述定位单元8采用北斗定位芯片。
优选的,所述可燃物湿度球矩阵由可燃物湿度球3组成,且可燃物湿度球3设有多组,所述可燃物湿度球3矩形排列,且每个可燃物湿度球3两端以电极连接,相邻之间的可燃物湿度球3之间通过绝缘物4连接,位于底层的可燃物湿度球矩阵的可燃物湿度球3上设有探针10,所述探针10用于固定在地面上。
优选的,所述控制器1的电源与太阳能发电板5电性连接。
优选的,所述可燃物湿度球3的直径不同,且每层可燃物湿度球矩阵内的不同直径可燃物湿度球3交错配置。
实施例2
本发明提供一种技术方案:一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法,包括如下步骤:
S1、制作可燃物湿度球:在火险待测林区选择有代表性的3类树种,每种树种取木材部分,将其干燥后,制作0.5cm、2.5cm、5cm、直径的3个木球,命名为可燃物湿度球,每个径级制作3个;
S2、制作可燃物湿度球矩阵:将3类3个径级的可燃物湿度球以绝缘体连接成3×3的可燃物湿度球矩阵,且可燃物湿度球距离大于3cm,可燃物湿度球矩阵制作一层、两层或多层,并将可燃物湿度球矩阵中间连接,同时多个可燃物湿度球矩阵之间可以拆解,可燃物湿度球矩阵之间相距5cm以上;
S3、放置可燃物湿度球矩阵:将可燃物湿度球矩阵放置在地面,底层可燃物湿度球矩阵通过探针可与地面固定,且底层可燃物湿度球矩阵要与地面接触,分别在空旷处、树荫下放置可燃物湿度球矩阵;
S4、导回湿度数据:根据每个可燃物湿度球两端的电极传导回的电信号计算不同类型和径级可燃物湿度球湿度;
S5、预测森林火险等级:控制器内的系统连接自动气象站或气象部门实时气象数据,实时获取气象信息,同时采集气象部门发布的未来1-7天天气预报数据,或未来更长时间气象数据,可燃物湿度球的湿度信息和气象信息通过移动通信进行信号传输,传输到服务器和云端,对于无手机信号的,采用北斗短报文进行信号传输,根据可燃物湿度球和气象因子的关系,计算未来1-7天或未来更长时间可燃物湿度球湿度,根据可燃物湿度球湿度和气象信息预测森林火险等级;
S6、预测森林火险火险分布:根据获得的可燃物湿度球的湿度、气象信息和火险根据地形和位置进行插值,获得区域可燃物湿度和火险分布,并将数据通过WEB和定制的APP进行发布。
实施例3
本发明提供一种技术方案:一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法,包括如下步骤:
S1、制作可燃物湿度球:在火险待测林区选择有代表性的4类树种,每种树种取木材部分,将其干燥后,制作0.5cm、2.5cm、5cm、直径的3个木球,命名为可燃物湿度球,每个径级制作3个;
S2、制作可燃物湿度球矩阵:将4类3个径级的可燃物湿度球以绝缘体连接成4×3的可燃物湿度球矩阵,且可燃物湿度球距离大于3cm,可燃物湿度球矩阵制作一层、两层或多层,并将可燃物湿度球矩阵中间连接,同时多个可燃物湿度球矩阵之间可以拆解,可燃物湿度球矩阵之间相距5cm以上;
S3、放置可燃物湿度球矩阵:将可燃物湿度球矩阵放置在地面,底层可燃物湿度球矩阵通过探针可与地面固定,且底层可燃物湿度球矩阵要与地面接触,分别在空旷处、树荫下放置可燃物湿度球矩阵;
S4、导回湿度数据:根据每个可燃物湿度球两端的电极传导回的电信号计算不同类型和径级可燃物湿度球湿度;
S5、预测森林火险等级:控制器内的系统连接自动气象站或气象部门实时气象数据,实时获取气象信息,同时采集气象部门发布的未来1-7天天气预报数据,或未来更长时间气象数据,可燃物湿度球的湿度信息和气象信息通过移动通信进行信号传输,传输到服务器和云端,对于无手机信号的,采用北斗短报文进行信号传输,根据可燃物湿度球和气象因子的关系,计算未来1-7天或未来更长时间可燃物湿度球湿度,根据可燃物湿度球湿度和气象信息预测森林火险等级;
S6、预测森林火险火险分布:根据获得的可燃物湿度球的湿度、气象信息和火险根据地形和位置进行插值,获得区域可燃物湿度和火险分布,并将数据通过WEB和定制的APP进行发布。
实施例4
本发明提供一种技术方案:一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法,包括如下步骤:
S1、制作可燃物湿度球:在火险待测林区选择有代表性的5类树种,每种树种取木材部分,将其干燥后,制作1cm、3cm、6cm直径的3个木球,命名为可燃物湿度球,每个径级制作3个;
S2、制作可燃物湿度球矩阵:将5类3个径级的可燃物湿度球以绝缘体连接成5×3的可燃物湿度球矩阵,且可燃物湿度球距离大于3cm,可燃物湿度球矩阵制作一层、两层或多层,并将可燃物湿度球矩阵中间连接,同时多个可燃物湿度球矩阵之间可以拆解,可燃物湿度球矩阵之间相距5cm以上;
S3、放置可燃物湿度球矩阵:将可燃物湿度球矩阵放置在地面,底层可燃物湿度球矩阵通过探针可与地面固定,且底层可燃物湿度球矩阵要与地面接触,分别在空旷处、树荫下放置可燃物湿度球矩阵;
S4、导回湿度数据:根据每个可燃物湿度球两端的电极传导回的电信号计算不同类型和径级可燃物湿度球湿度;
S5、预测森林火险等级:控制器内的系统连接自动气象站或气象部门实时气象数据,实时获取气象信息,同时采集气象部门发布的未来1-7天天气预报数据,或未来更长时间气象数据,可燃物湿度球的湿度信息和气象信息通过移动通信进行信号传输,传输到服务器和云端,对于无手机信号的,采用北斗短报文进行信号传输,根据可燃物湿度球和气象因子的关系,计算未来1-9天或未来更长时间可燃物湿度球湿度,根据可燃物湿度球湿度和气象信息预测森林火险等级;
S6、预测森林火险火险分布:根据获得的可燃物湿度球的湿度、气象信息和火险根据地形和位置进行插值,获得区域可燃物湿度和火险分布,并将数据通过WEB和定制的APP进行发布。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种可扩展球式矩阵森林火险预测装置,其特征在于,包括控制器(1)、监测端(2)、处理端(6)和发布端(7),所述监测端(2)与控制器(1)电性连接,且监测端(2)安装在地面上,所述控制器(1)用于将检测结果传输到处理端(6)内,所述处理端(6)用于对控制器(1)的检测到的数据接收,同时结合气象数据进行计算,所述处理端(6)将处理结果传输到发布端(7)内,所述监测端(2)由可燃物湿度球矩阵组成,所述可燃物湿度球矩阵设有多层,且可燃物湿度球矩之间上下叠加设置,所述可燃物湿度球矩阵的中间连接,所述处理端(6)包括服务器和云端,所述发布端(7)包括WEB和定制的APP。
2.根据权利要求1所述的一种可扩展球式矩阵森林火险监测装置,其特征在于:所述控制器(1)内安装有定位单元(8)和通信单元(9),所述通信单元(9)内包括移动通信、北斗短报文传输方式,所述定位单元(8)采用北斗定位芯片。
3.根据权利要求1所述的一种可扩展球式矩阵森林火险监测装置,其特征在于:所述可燃物湿度球矩阵由可燃物湿度球(3)组成,且可燃物湿度球(3)设有多组,所述可燃物湿度球(3)矩形排列,且每个可燃物湿度球(3)两端以电极连接,相邻之间的可燃物湿度球(3)之间通过绝缘物(4)连接,位于底层的可燃物湿度球矩阵的可燃物湿度球(3)上设有探针(10),所述探针(10)用于固定在地面上。
4.根据权利要求1所述的一种可扩展球式矩阵森林火险监测装置,其特征在于:所述控制器(1)的电源与太阳能发电板(5)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种可扩展球式矩阵森林火险监测装置,其特征在于:所述可燃物湿度球(3)的直径不同,且每层可燃物湿度球矩阵内的不同直径可燃物湿度球(3)交错配置。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1、制作可燃物湿度球:在火险待测林区选择有代表性的3类树种,每种树种取木材部分,将其干燥后,制作0.5cm、2.5cm、5cm、直径的3个木球,命名为可燃物湿度球,每个径级制作3个;
S2、制作可燃物湿度球矩阵:将3类3个径级的可燃物湿度球以绝缘体连接成3×3的可燃物湿度球矩阵,且可燃物湿度球距离大于3cm,可燃物湿度球矩阵制作一层、两层或多层,并将可燃物湿度球矩阵中间连接,同时多个可燃物湿度球矩阵之间可以拆解,可燃物湿度球矩阵之间相距5cm以上;
S3、放置可燃物湿度球矩阵:将可燃物湿度球矩阵放置在地面,底层可燃物湿度球矩阵通过探针可与地面固定,且底层可燃物湿度球矩阵要与地面接触,分别在空旷处、树荫下放置可燃物湿度球矩阵;
S4、导回湿度数据:根据每个可燃物湿度球两端的电极传导回的电信号计算不同类型和径级可燃物湿度球湿度;
S5、预测森林火险等级:控制器内的系统连接自动气象站或气象部门实时气象数据,实时获取气象信息,同时采集气象部门发布的未来1-7天天气预报数据,或未来更长时间气象数据,将可燃物湿度球的湿度信息和气象信息传输到服务器和云端,根据可燃物湿度球和气象因子的关系,计算未来1-7天或未来更长时间可燃物湿度球湿度,根据可燃物湿度球湿度和气象信息预测森林火险等级;
S5、预测森林火险等级:根据获得的可燃物湿度球的湿度、气象信息和火险根据地形和位置进行插值,获得区域可燃物湿度和火险分布,并将数据通过WEB和定制的APP进行发布。
7.根据权利要求6所述的一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法,其特征在于:可燃物湿度球的湿度信息和气象信息通过移动通信进行信号传输,对于无手机信号的,采用北斗短报文进行信号传输。
8.根据权利要求6所述的一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法,其特征在于:在火险待测林区选择有代表性的3类树种,但不限于3种,可燃物湿度球的直径不限于0.5cm、2.5cm、5cm,可燃物湿度球矩阵不限于3×3,系统不限于采集未来1-7天天气预报数据。
9.根据权利要求6所述的一种可扩展球式矩阵森林火险预测方法,其特征在于:可燃物湿度球由具有代表性的3类树种制作,也选择其他木材或合成材料代替。
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- 2020-09-11 CN CN202010951367.7A patent/CN111964732B/zh active Active
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