CN115310715A - 一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统及方法 - Google Patents

一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统及方法 Download PDF

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CN115310715A CN202211046297.6A CN202211046297A CN115310715A CN 115310715 A CN115310715 A CN 115310715A CN 202211046297 A CN202211046297 A CN 202211046297A CN 115310715 A CN115310715 A CN 115310715A
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Abstract

本发明涉及一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统及方法，系统中的多源感知监测单元用于获取待监测林区的探测数据；激光雷达单元用于获取待监测林区的三维激光点云数据；多源异构融合网关用于对图像数据进行分析研判，以确定报警信息，并对气象数据和烟感数据进行标准化处理，得到标准化数据，还用于对待监测林区的输电线路进行实时监测，以确定故障定位信息；云端服务器用于根据三维模型和风险隐患等级模型构建多源异构专家预警模型，还通过多源异构专家预警模型和报警信息、探测数据判断火情蔓延趋势，并输出灭火指挥策略。本发明能够提高森林防火的自动化程度，并且极大地提高了森林草原防灭火监控巡查的效率和效果。

Description

一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统及方法
技术领域
本发明涉及林火监测领域，特别是涉及一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统及方法。
背景技术
森林草原防灭火工作是国家防灾减灾工作的重要组成部分，是国家公共应急体系建设的重要组成内容，是社会稳定和人民安居乐业的重要保障。森林草原防灭火的意义重大，是加快农林牧发展、生态建设的基础和前提。
当前森林防火主要是靠人工巡查、监视的方式，不仅效率非常低，且监控效果并不好，并且只有在发生火灾时才能采取相应措施，费事费力，造成很大的经济损失。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，包括：多源异构融合网关、多源感知监测单元、云端服务器、激光雷达单元；
多源感知监测单元，分别设置在待监测林区，用于获取所述待监测林区的探测数据；所述探测数据包括气象数据、图像数据、烟感数据和输电线路数据；
激光雷达单元，设置在无人机上，用于获取所述待监测林区的三维激光点云数据；
多源异构融合网关，与所述多源感知监测单元连接，用于通过内置的红外和可见光预警模型对所述图像数据进行分析研判，以确定报警信息，并对所述气象数据和所述烟感数据进行标准化处理，得到标准化数据，还用于通过内置的多源异构监测数据预警模型和所述输电线路数据对所述待监测林区的输电线路进行实时监测，并在山火发生时根据所述输电线路数据确定故障定位信息，并联动摄像头进行拍照取证和分析；
云端服务器，分别与所述多源感知监测单元和所述激光雷达单元连接，用于根据所述三维激光点云数据构建三维模型，并根据预设的地表植被状态和人为季节风险因子与山火发生的相关性，构建风险隐患等级模型，并根据所述三维模型和所述风险隐患等级模型构建多源异构专家预警模型，还通过所述多源异构专家预警模型和所述报警信息、所述探测数据判断火情蔓延趋势，并输出灭火指挥策略。
优选地，还包括：
电源单元，与所述多源异构融合网关连接，用于对所述多源异构融合网关进行供电。
优选地，所述电源单元包括风电发动机、太阳能光伏板、充电控制器和蓄电池组；
所述充电控制器分别与所述蓄电池组、所述风电发动机和所述太阳能光伏板连接，所述风电发动机用于将风能转化为电能，所述太阳能光伏板用于将太阳能转化为电能，所述充电控制器用于对所述电能进行充放电管理，并将所述电能存储至所述蓄电池组中。
优选地，所述多源感知监测单元包括：红外相机、可见光相机、微气象站、柱上断路器故障定位单元、烟感探测单元和风偏舞动监测单元；
所述红外相机、所述可见光相机、所述微气象站、所述柱上断路器故障定位单元、所述烟感探测单元和所述风偏舞动监测单元均与所述多源异构融合网关连接，所述红外相机和所述可见光相机用于采集所述图像数据，所述微气象站用于采集所述气象数据，所述烟感探测单元用于采集所述烟感数据，所述风偏舞动监测单元用于采集所述输电线路数据；所述气象数据包括温度、湿度、风速、风向、光辐射和雨量。
优选地，所述多源异构融合网关包括：上行通信单元、CPU处理器单元、AI边缘计算单元和下行通信单元；其中，所述CPU处理器单元分别与所述上行通信单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元连接；所述CPU处理器单元用于控制所述上行通信单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元的工作状态。
优选地，所述多源异构融合网关还包括安全防护单元；
所述安全防护单元分别与所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元连接，所述安全防护单元用于对所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元进行数据加密和网络防护。
优选地，所述多源异构融合网关还包括电源管理单元；
所述电源管理单元分别与所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元连接，所述电源管理单元用于对所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元的供电电能进行管理。
优选地，所述下行通信单元包括：RS485总线通信单元、RJ45网络通信单元、WIFI自组网通信单元以及窄带LORA通信单元；所述RJ45网络通信单元分别与所述红外相机和所述可见光相机连接，所述RS485总线通信单元与所述微气象站连接，所述WIFI自组网通信单元与所述柱上断路器故障定位单元连接，所述窄带LORA通信单元分别与所述烟感探测单元和所述风偏舞动监测单元连接；所述上行通信单元包括OPGW光通信单元、4G/5G通信单元、北斗3号短报文通信单元以及5.8G宽带自组网长距离通信单元；所述OPGW光通信单元、所述4G/5G通信单元、所述北斗3号短报文通信单元以及所述5.8G宽带自组网长距离通信单元均与所述云端服务器连接；所述AI边缘计算单元内置有所述红外和可见光预警模型及所述多源异构监测数据预警模型。
一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测方法，包括：
获取待监测林区的探测数据；所述探测数据包括气象数据、图像数据、烟感数据和输电线路数据；
获取所述待监测林区的三维激光点云数据；
对所述图像数据进行分析研判，以确定报警信息，并对所述气象数据和所述烟感数据进行标准化处理，得到标准化数据；
对所述待监测林区的输电线路进行实时监测，并在山火发生时根据所述输电线路数据确定故障定位信息，并联动摄像头进行拍照取证和分析；
根据所述三维激光点云数据构建三维模型，并根据预设的地表植被状态和人为季节风险因子与山火发生的相关性，构建风险隐患等级模型，并根据所述三维模型和所述风险隐患等级模型构建多源异构专家预警模型，还通过所述多源异构专家预警模型和所述报警信息、所述探测数据判断火情蔓延趋势，并输出灭火指挥策略。
一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时实现如上述方法的各个步骤。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统及方法，系统包括：多源异构融合网关、多源感知监测单元、云端服务器、激光雷达单元；多源感知监测单元，分别设置在待监测林区，用于获取所述待监测林区的探测数据；所述探测数据包括气象数据、图像数据、烟感数据和输电线路数据；激光雷达单元，设置在无人机上，用于获取所述待监测林区的三维激光点云数据；多源异构融合网关，与所述多源感知监测单元连接，用于通过内置的红外和可见光预警模型对所述图像数据进行分析研判，以确定报警信息，并对所述气象数据和所述烟感数据进行标准化处理，得到标准化数据，还用于通过内置的多源异构监测数据预警模型和所述输电线路数据对所述待监测林区的输电线路进行实时监测，并在山火发生时根据所述输电线路数据确定故障定位信息，并联动摄像头进行拍照取证和分析；云端服务器，分别与所述多源感知监测单元和所述激光雷达单元连接，用于根据所述三维激光点云数据构建三维模型，并根据预设的地表植被状态和人为季节风险因子与山火发生的相关性，构建风险隐患等级模型，并根据所述三维模型和所述风险隐患等级模型构建多源异构专家预警模型，还通过所述多源异构专家预警模型和所述报警信息、所述探测数据判断火情蔓延趋势，并输出灭火指挥策略。本发明能够提高森林防火的自动化程度，并且极大地提高了森林草原防灭火监控巡查的效率和效果。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的实施例中的系统的结构示意图；
图2为本发明提供的实施例中的多源感知监测单元的布置示意图；
图3为本发明提供的实施例中的方法流程图。
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。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。
本发明的目的是提供一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统及方法，能够提高森林防火的自动化程度，并且极大地提高了森林草原防灭火监控巡查的效率和效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明提供的实施例中的系统的结构示意图，如图1所示，本发明提供了一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，包括：多源异构融合网关、多源感知监测单元、云端服务器、激光雷达单元。
多源感知监测单元，分别设置在待监测林区，如图2所示，用于获取所述待监测林区的探测数据；所述探测数据包括气象数据、图像数据、烟感数据和输电线路数据；
激光雷达单元，设置在无人机上，用于获取所述待监测林区的三维激光点云数据。
多源异构融合网关，与所述多源感知监测单元连接，用于通过内置的红外和可见光预警模型对所述图像数据进行分析研判，以确定报警信息，并对所述气象数据和所述烟感数据进行标准化处理，得到标准化数据，还用于通过内置的多源异构监测数据预警模型和所述输电线路数据对所述待监测林区的输电线路进行实时监测，并在山火发生时根据所述输电线路数据确定故障定位信息，并联动摄像头进行拍照取证和分析。
云端服务器，分别与所述多源感知监测单元和所述激光雷达单元连接，用于根据所述三维激光点云数据构建三维模型，并根据预设的地表植被状态和人为季节风险因子与山火发生的相关性，构建风险隐患等级模型，并根据所述三维模型和所述风险隐患等级模型构建多源异构专家预警模型，还通过所述多源异构专家预警模型和所述报警信息、所述探测数据判断火情蔓延趋势，并输出灭火指挥策略。
电源单元，与所述多源异构融合网关连接，用于对所述多源异构融合网关进行供电。
具体的，本实施例中的基于无人机机载激光雷达三维激光点云数据，构建林区三维模型，构建高精度的林草植被模型。为预警模型提供数据，为输出灭火指挥策略提供精确输入数据。
优选地，所述电源单元包括风电发动机、太阳能光伏板、充电控制器和蓄电池组。所述充电控制器分别与所述蓄电池组、所述风电发动机和所述太阳能光伏板连接，所述风电发动机用于将风能转化为电能，所述太阳能光伏板用于将太阳能转化为电能，所述充电控制器用于对所述电能进行充放电管理，并将所述电能存储至所述蓄电池组中。
具体的，本实施例中电源单元由风能发电机、太阳能光伏板、充电控制器和蓄电池组，风能发电机和太阳能光伏板与充电控制器连接，充电控制器与蓄电池连接。充电控制器具备智能充放电管理功能，MPPT功能，实现电源系统的智能管理，为系统提供可靠电源。
优选地，所述多源感知监测单元包括：红外相机、可见光相机、微气象站、柱上断路器故障定位单元、烟感探测单元和风偏舞动监测单元。所述红外相机、所述可见光相机、所述微气象站、所述柱上断路器故障定位单元、所述烟感探测单元和所述风偏舞动监测单元均与所述多源异构融合网关连接，所述红外相机和所述可见光相机用于采集所述图像数据，所述微气象站用于采集所述气象数据，所述烟感探测单元用于采集所述烟感数据，所述风偏舞动监测单元用于采集所述输电线路数据；所述气象数据包括温度、湿度、风速、风向、光辐射和雨量。
优选地，所述多源异构融合网关包括：上行通信单元、安全防护单元、CPU处理器单元、AI边缘计算单元、电源管理单元和下行通信单元；其中，所述CPU处理器单元分别与所述上行通信单元、所述安全防护单元、所述AI边缘计算单元、所述电源管理单元和所述下行通信单元连接；所述CPU处理器单元用于控制所述上行通信单元、所述安全防护单元、所述AI边缘计算单元、所述电源管理单元和所述下行通信单元的工作状态；所述安全防护单元用于对所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元、所述电源管理单元和所述下行通信单元进行网络防护；所述电源管理单元用于对所述上行通信单元、所述安全防护单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元的供电电能进行管理。所述下行通信单元包括RS485总线通信单元、RJ45网络通信单元、WIFI自组网通信单元以及窄带LORA通信单元；所述RJ45网络通信单元与所述红外相机和所述可见光相机连接，所述RS485总线通信单元与所述微气象站连接，所述WIFI自组网通信单元与所述柱上断路器故障定位单元连接，所述窄带LORA通信单元分别与所述烟感探测单元和所述风偏舞动监测单元连接；所述上行通信单元包括OPGW光通信单元、4G/5G通信单元、北斗3号短报文通信单元以及5.8G宽带自组网长距离通信单元；所述OPGW光通信单元、所述4G/5G通信单元、所述北斗3号短报文通信单元以及所述5.8G宽带自组网长距离通信单元均与所述云端服务器连接；所述AI边缘计算单元内置有所述红外和可见光预警模型及所述多源异构监测数据预警模型。
其中，多源异构网关解决多种类感知探测单元数据汇聚、接入和处理问题，实现统一汇聚处理和标准化。多源异构网关支持丰富的上下行通信接口和强大的AT边缘计算能力，并支持软硬件加密功能，保证数据安全和传输安全。统提供基于OPGW光纤传输、北斗3号短报文通信、4G/5G传输、5.8G无线自组网传输等方案，可根据现场环境灵活配置，并支持多通道子组探测和切换功能。由架空输电线路区域融合了一二次融合柱上断路器行波和工频数据和导线风偏舞动数据，实现由于电力线路故障因为山火的预警及故障精确定位。
可选地，本实施例基于地表植被及地形、人为、季节与山火相关性构建风险隐患等级模型，划分山火风险等级区域。并根据多源异构数据实时修正该模型。
进一步地，本实施例构建的多源异构专家预警模型，能够输出精确预警信息，输出火灾蔓延趋势和灭火指挥策略。
具体的，多源异构融合网关主要上行通信单元、安全防护单元、CPU处理器单元、AI边缘计算单元、电源管理单元、下行通信单元组成。其中上行通信单元包括OPGW光通信单元、4G/5G通信单元、北斗3号短报文通信单元以及5.8G宽带自组网长距离通信单元，下行通信单元包括RS485总线通信单元、RJ45网络通信单元、WIFI自组网通信单元以及窄带LORA通信单元组成。多源异构融合网关具备丰富的上下行通信接口。通过RJ45网络接口连接红外相机、可将光相机，通过RS485远距离通信总线连接微气象站(微气象站具备温度、湿度、风速、风向、光辐射、雨量维度监测)。通过wifi与行波故障定位单元连接，通过lora与烟雾探测单元和风偏舞动监测单元连接。
本实施例的系统工作流程如下：
1.林草防防灭火监测系统部署在云端，基于地表植被状态和人为季节风险因子与山火发生的相关性，构建风险隐患等级模型，划分山火风险等级区域。
2.启动无人机机载激光雷达对高等级火险区域进行定向精细巡检，获取高精度的林区草原三维激光点云数据，并对点云数据计算分析，构建高精度三维模型。
3.根据山火风险情况在林草监测区域部署多源异构融合网关及各类感知监测单元。多源异构融合网关通过丰富的下行接口，汇聚各类感知监测单元数据，将微气象站监测数据(温度、湿度、风速、风向、光辐射、雨量)、烟感探测单元数据多源异构数据标准化处理后通过上行通信单元实时发送到林草防火智慧监测后台系统，后台系统根据上传的多源在线监测数据，实时修正风向隐患等及山火风向等级区域。
4.多源异构融合网关内置的强大的AI边缘计算单元，构建AI红外和可见光预警模型及多源异构监测数据预警模型。实时拍摄红外相机图片数据，带入AI边缘计算模型单元，分析是否有火灾报警发生，如果有则采集可见光相机图像和视频流，进行二次研判，并将报警信息通过上行接口推送到监测后台系统，后台系统结合多源异构专家预警模型，进一步分析报警情况，并根据微气象站数据(温度、湿度、风速、风向、光辐射、雨量)研判火情蔓延趋势，输出灭火指挥策略。
5.在林区有电路架构输电区域，多源异构融合网关融合了一二次融合柱上断路器高频暂态行波和工况数据和风偏舞动监测数据，可实时监测电路线路引起山火的发生的风险隐患，并在山火发生时通过边缘计算单元实时分析采集到的高频暂态行波和工况数据精确定位故障定位，并联动摄像头进行拍照取证和分析。并通过上行通信单元将数据发送到监测系统，由专家预警模型，结合微气象站等其他多源异构数据，综合计算分析火险情况及趋势。
进一步地，本实施例针对林区多存在弱信号或无信号问题，多源异构融合网关提供了光纤通信单元，北斗3号短报文通信单元及5.8G无线自组网单元，可根据现场环境灵活选用方案，实现整个林区的全方面全场景预警。
图3为本发明提供的实施例中的方法流程图，如图2所示，本实施例中还提供了一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测方法，包括：
步骤100：获取待监测林区的探测数据；所述探测数据包括气象数据、图像数据、烟感数据和输电线路数据。
步骤200：获取所述待监测林区的三维激光点云数据。
步骤300：对所述图像数据进行分析研判，以确定报警信息，并对所述气象数据和所述烟感数据进行标准化处理，得到标准化数据。
步骤400：对所述待监测林区的输电线路进行实时监测，并在山火发生时根据所述输电线路数据确定故障定位信息，并联动摄像头进行拍照取证和分析。
步骤500：根据所述三维激光点云数据构建三维模型，并根据预设的地表植被状态和人为季节风险因子与山火发生的相关性，构建风险隐患等级模型，并根据所述三维模型和所述风险隐患等级模型构建多源异构专家预警模型，还通过所述多源异构专家预警模型和所述报警信息、所述探测数据判断火情蔓延趋势，并输出灭火指挥策略。
对应上述方法，本实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时实现上述方法的各个步骤。
本发明的有益效果如下：
本发明能够提高森林防火的自动化程度，并且极大地提高了森林草原防灭火监控巡查的效率和效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
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)

1.一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，其特征在于，包括：多源异构融合网关、多源感知监测单元、云端服务器、激光雷达单元；
多源感知监测单元，分别设置在待监测林区，用于获取所述待监测林区的探测数据；所述探测数据包括气象数据、图像数据、烟感数据和输电线路数据；
激光雷达单元，设置在无人机上，用于获取所述待监测林区的三维激光点云数据；
多源异构融合网关，与所述多源感知监测单元连接，用于通过内置的红外和可见光预警模型对所述图像数据进行分析研判，以确定报警信息，并对所述气象数据和所述烟感数据进行标准化处理，得到标准化数据，还用于通过内置的多源异构监测数据预警模型和所述输电线路数据对所述待监测林区的输电线路进行实时监测，并在山火发生时根据所述输电线路数据确定故障定位信息，并联动摄像头进行拍照取证和分析；
云端服务器，分别与所述多源感知监测单元和所述激光雷达单元连接，用于根据所述三维激光点云数据构建三维模型，并根据预设的地表植被状态和人为季节风险因子与山火发生的相关性，构建风险隐患等级模型，并根据所述三维模型和所述风险隐患等级模型构建多源异构专家预警模型，还通过所述多源异构专家预警模型和所述报警信息、所述探测数据判断火情蔓延趋势，并输出灭火指挥策略。
2.根据权利要求1所述的基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，其特征在于，还包括：
电源单元，与所述多源异构融合网关连接，用于对所述多源异构融合网关进行供电。
3.根据权利要求2所述的基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，其特征在于，所述电源单元包括风电发动机、太阳能光伏板、充电控制器和蓄电池组；
所述充电控制器分别与所述蓄电池组、所述风电发动机和所述太阳能光伏板连接，所述风电发动机用于将风能转化为电能，所述太阳能光伏板用于将太阳能转化为电能，所述充电控制器用于对所述电能进行充放电管理，并将所述电能存储至所述蓄电池组中。
4.根据权利要求1所述的基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，其特征在于，所述多源感知监测单元包括：红外相机、可见光相机、微气象站、柱上断路器故障定位单元、烟感探测单元和风偏舞动监测单元；
所述红外相机、所述可见光相机、所述微气象站、所述柱上断路器故障定位单元、所述烟感探测单元和所述风偏舞动监测单元均与所述多源异构融合网关连接，所述红外相机和所述可见光相机用于采集所述图像数据，所述微气象站用于采集所述气象数据，所述烟感探测单元用于采集所述烟感数据，所述风偏舞动监测单元用于采集所述输电线路数据；所述气象数据包括温度、湿度、风速、风向、光辐射和雨量。
5.根据权利要求4所述的基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，其特征在于，所述多源异构融合网关包括：上行通信单元、CPU处理器单元、AI边缘计算单元和下行通信单元；其中，所述CPU处理器单元分别与所述上行通信单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元连接；所述CPU处理器单元用于控制所述上行通信单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元的工作状态。
6.根据权利要求5所述的基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，其特征在于，所述多源异构融合网关还包括安全防护单元；
所述安全防护单元分别与所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元连接，所述安全防护单元用于对所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元进行数据加密和网络防护。
7.根据权利要求5所述的基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，其特征在于，所述多源异构融合网关还包括电源管理单元；
所述电源管理单元分别与所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元连接，所述电源管理单元用于对所述上行通信单元、所述CPU处理器单元、所述AI边缘计算单元和所述下行通信单元的供电电能进行管理。
8.根据权利要求5所述的基于多源异构数据融合的林草防灭火监测系统，其特征在于，所述下行通信单元包括：RS485总线通信单元、RJ45网络通信单元、WIFI自组网通信单元以及窄带LORA通信单元；所述RJ45网络通信单元分别与所述红外相机和所述可见光相机连接，所述RS485总线通信单元与所述微气象站连接，所述WIFI自组网通信单元与所述柱上断路器故障定位单元连接，所述窄带LORA通信单元分别与所述烟感探测单元和所述风偏舞动监测单元连接；所述上行通信单元包括OPGW光通信单元、4G/5G通信单元、北斗3号短报文通信单元以及5.8G宽带自组网长距离通信单元；所述OPGW光通信单元、所述4G/5G通信单元、所述北斗3号短报文通信单元以及所述5.8G宽带自组网长距离通信单元均与所述云端服务器连接；所述AI边缘计算单元内置有所述红外和可见光预警模型及所述多源异构监测数据预警模型。
9.一种基于多源异构数据融合的林草防灭火监测方法，其特征在于，包括：
获取待监测林区的探测数据；所述探测数据包括气象数据、图像数据、烟感数据和输电线路数据；
获取所述待监测林区的三维激光点云数据；
对所述图像数据进行分析研判，以确定报警信息，并对所述气象数据和所述烟感数据进行标准化处理，得到标准化数据；
对所述待监测林区的输电线路进行实时监测，并在山火发生时根据所述输电线路数据确定故障定位信息，并联动摄像头进行拍照取证和分析；
根据所述三维激光点云数据构建三维模型，并根据预设的地表植被状态和人为季节风险因子与山火发生的相关性，构建风险隐患等级模型，并根据所述三维模型和所述风险隐患等级模型构建多源异构专家预警模型，还通过所述多源异构专家预警模型和所述报警信息、所述探测数据判断火情蔓延趋势，并输出灭火指挥策略。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被执行时实现如权利要求9所述方法的各个步骤。
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CN120541521A (zh) * 2025-05-12 2025-08-26 中国科学院地理科学与资源研究所 一种林草植被退化早期预警信号识别方法

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