CN116486553A - 一种天空地一体化森林火灾监测预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，涉及卫星通信技术领域；包括机动侦查系统、地面观测站以及信息融合和资源调度系统；所述机动侦查系统，包括动中通卫星系统、静中通卫星系统、便携采集系统以及无人机侦查系统；所述地面观测站，建于示范应用林区，对重点区域进行监测；所述信息融合和资源调度系统，通过通信卫星与所述的地面观测站进行通信，该信息融合和资源调度系统实现对采集信息的汇总和分析；本发明的有益效果是：有效提升对各林区监测站点的日常管理效能，提升监测和扑救效果。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，更具体的说，本发明涉及一种天空地一体化森林火灾监测预警系统。
背景技术
森林火灾作为一种破坏性极强的自然灾害,在全球各地几乎每年都有一定数量的发生,造成全球森林资源的重大损失和环境污染。应对森林火灾的重点在预防火灾发生，因此需要对森林情况全天候监测，预判风险并采取措施，通信起到至关重要的作用。
但现实中，由于地理位置以及自然环境的特点，保护林区的地面通信水平相对落后，存在大面积的通信盲区，林场办公室及各监测站点位置分散且距离较远，其中具有网络的地点，网络信号强度较弱，不能用作视频传输，例如监测地点重点区域的监控视频，野外作业人员采集的数据等，都缺少将信息传输至林场办公室的通信手段，给受保护林区的日常管理工作带来了不便。对于野外作业人员，考察环境往往处在偏远地区，几乎没有地面通信网络覆盖，对作业人员的工作及人生安全造成巨大的影响和隐患。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种天空地一体化森林火灾监测预警系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，其改进之处在于，包括机动侦查系统、地面观测站以及信息融合和资源调度系统；
所述机动侦查系统，包括动中通卫星系统、静中通卫星系统、便携采集系统以及无人机侦查系统，且动中通卫星系统、静中通卫星系统、便携采集系统以及无人机侦查系统通过通信卫星与所述的信息融合和资源调度系统建立链接，实现两者之间的互联互通；
所述地面观测站，建于示范应用林区，对重点区域进行监测；
所述信息融合和资源调度系统，通过通信卫星与所述的地面观测站进行通信，该信息融合和资源调度系统实现对采集信息的汇总和分析。
在上述的结构中，所述的动中通卫星系统，用于移动环境下的监测执法巡逻，实现与信息融合和资源调度系统的互联互通。
在上述的结构中，所述的静中通卫星系统，用于监测执法巡逻，实现巡逻车与信息融合和资源调度系统的的双向通信。
在上述的结构中，所述的便携采集系统，包括多套手持视频终端，以实现野外作业人员之间的双向通信；通过便携采集系统向信息融合和资源调度系统提供采集信息，同时信息融合和资源调度系统将数据信息下发至作业人员，方便作业人员对重点区域的监测。
在上述的结构中，所述的无人机侦查系统，包括进行数据采集的无人机，人员难以深入的区域以及高空广域监测采用无人机空中巡查的手段进行火灾监测。
在上述的结构中，相邻的地面观测站之间采用4G网桥建立链接，实现无人值守。
在上述的结构中，所述的信息融合和资源调度系统包括关口站和一体化监测预警平台，关口站通过地面网络与一体化监测预警平台相连接。
本发明的有益效果是：通过卫星链路和4G网络提供文件、语音、视频等业务传输，支持远程双向视频会商及互联网接入服务，可有效提升对各林区监测站点的日常管理效能，对人员动态和资源分配情况更加直观，提升监测和扑救效果。
附图说明
图1为本发明的一种天空地一体化森林火灾监测预警系统的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1所示，本发明公开了一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，具体的，该系统包括机动侦查系统、地面观测站以及信息融合和资源调度系统；进一步的，所述机动侦查系统包括动中通卫星系统、静中通卫星系统、便携采集系统以及无人机侦查系统，且动中通卫星系统、静中通卫星系统、便携采集系统以及无人机侦查系统通过通信卫星与所述的信息融合和资源调度系统建立链接，实现两者之间的互联互通；其中，所述的动中通卫星系统用于移动环境下的监测执法巡逻，实现与信息融合和资源调度系统的互联互通；所述的静中通卫星系统用于监测执法巡逻，实现巡逻车与信息融合和资源调度系统的的双向通信。
对于所述的便携采集系统，包括多套手持视频终端，以实现野外作业人员之间的双向通信；便携采集系统用于野外作业时，越野车无法到达，需要业务人员深入探测的情况；通过便携采集系统向信息融合和资源调度系统提供采集信息，同时信息融合和资源调度系统将数据信息下发至作业人员，方便作业人员对重点区域的监测。所述的无人机侦查系统，包括进行数据采集的无人机，人员难以深入的区域以及高空广域监测采用无人机空中巡查的手段进行火灾监测。
所述的地面观测站，建于示范应用林区，对重点区域进行监测；本实施例中，关口站采用雷达以及遥测卫星对监测区域进行广域监测，同时在林区建设若干个小型地面观测站对重点区域进行监测，小型地面观测站采用4G网桥传输手段，实现无人值守功能。
进一步的，所述信息融合和资源调度系统，通过通信卫星与所述的地面观测站进行通信，该信息融合和资源调度系统实现对采集信息的进行汇总、分析、呈现、传达，对整个通信网络的信息管理，便于分析和决策。本实施例中，信息融合和资源调度系统包括关口站和一体化监测预警平台，关口站通过地面网络与一体化监测预警平台相连接。
在上述的实施例中，护林人员所在的指挥监控中心通过卫星通信链路或地面传输线获取遥感卫星采集的森林区域图像，指挥监控中心通过卫星通链路获取无人机、巡逻车等机动侦查系统和地面观测站、观测点(如摄像头)采集的森林区域图像。指挥监控中心对各类数据融合分析得出林区火情分析结果。
本发明中，监测执法巡逻所采集的数据通过动中通卫星、静中通卫星传输到信息融合和资源调度系统，监测执法巡逻采集到的数据包括气象信息数据、地理信息数据、视频画面数据等；便携采集系统通过动中通卫星、静中通卫星与信息融合和资源调度系统进行双向通信，便携采集系统所传输的采集数据包括人员信息数据、行动轨迹数据、气象信息数据、地理信息数据、视频画面数据等，信息融合和资源调度系统向便携采集系统推送的数据包括指令数据、地理信息数据等；无人机侦查系统所采集的数据通过动中通卫星传输到信息融合和资源调度系统，无人机侦查系统采集的数据包括无人机信息数据、行动轨迹数据、气象信息数据、地理信息数据、视频画面数据等；地面观测站所采集的数据通过静中通卫星传输到信息融合和资源调度系统，所采集的数据包括气象信息数据、地理信息数据、视频画面数据等。信息融合和资源调度系统接收到上述数据后，首先进行数据清洗，剔除错误数据、干扰数据等无用数据，将清洗后的数据利用森林火灾风险预测模型进行计算，计算得到的信息推送到相关责任人，从而在第一时间组织应急处置。
应对森林火灾的重点在预防火灾发生，因此需要对森林情况全天候监测，预判风险并采取措施，通信起到至关重要的作用。但现实中，由于地理位置以及自然环境的特点，保护林区的地面通信水平相对落后，存在大面积的通信盲区，尤其是原始生态保护区几乎没有通信手段。因此，建立有效的通信网络，满足森林保护区防火监测及生活中的通信需求，是迫切且必要的。卫星通信系统不易受地形影响，可在任何时间、任何地点、任何环境下建立通信服务，为信号无覆盖地区提供有效、优质、可靠的宽带通信网络连接，是为森林区域提供通信网络的最佳手段，也是加快森林纠察信息化建设进程，科学、高效有组织的指挥调度野外作业人员进行野外勘察、科学执法的重要手段。
本发明中，结合项目的通信需求，以及卫星通信系统及产品的优势，给出天空地一体化森林火灾监控预警平台总体设计。本发明可以通过多源观测数据提高对森林火灾的识别率，通过卫星通信链路，可以将林场无人机、地面固定观测点、巡逻车和巡护员采集的监测信息回传到指挥中心，大大降低火情响应时间，从而使森林资源得到更加有效的保护。
遥感卫星可以大范围取较大林区的火情情况，但信息较粗略、误警和漏警率高；而无人机具有高机动性，且可以较近距离拍摄清晰林区情况，能够对遥感获得的数据进行二次确认，但不足之处是无人机在单一重点区域连续监控的时间有限；地面观测站或观测点可以在单一重点区域长期连续监测森林情况。通过卫星通信链路，指挥监控中心可以将遥感卫星、无人机等机动侦查系统、地面观测站的数据融合获取到，形成了互补和数据互相印证，提高了监测的及时性和准确性。
本发明的该系统通过卫星链路和4G网络提供文件、语音、视频等业务传输，支持远程双向视频会商及互联网接入服务，可有效提升对各林区监测站点的日常管理效能，对人员动态和资源分配情况更加直观，提升监测和扑救效果，满足管辖区域内的通信需求及生态环境大数据中心的数据共享需求。本发明已经在深圳市宝安区建立了应用示范项目，实现了火点识别率≥95％，火点报警时间≤30分钟，救援人员定位精度<15米，出图时间<20分钟。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，其特征在于，包括机动侦查系统、地面观测站以及信息融合和资源调度系统；
所述机动侦查系统，包括动中通卫星系统、静中通卫星系统、便携采集系统以及无人机侦查系统，且动中通卫星系统、静中通卫星系统、便携采集系统以及无人机侦查系统通过通信卫星与所述的信息融合和资源调度系统建立链接，实现两者之间的互联互通；
所述地面观测站，建于示范应用林区，对重点区域进行监测；
所述信息融合和资源调度系统，通过通信卫星与所述的地面观测站进行通信，该信息融合和资源调度系统实现对采集信息的汇总和分析。
2.根据权利要求1所述的一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，其特征在于，所述的动中通卫星系统，用于移动环境下的监测执法巡逻，实现与信息融合和资源调度系统的互联互通。
3.根据权利要求1所述的一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，其特征在于，所述的静中通卫星系统，用于监测执法巡逻，实现巡逻车与信息融合和资源调度系统的的双向通信。
4.根据权利要求1所述的一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，其特征在于，所述的便携采集系统，包括多套手持视频终端，以实现野外作业人员之间的双向通信；通过便携采集系统向信息融合和资源调度系统提供采集信息，同时信息融合和资源调度系统将数据信息下发至作业人员，方便作业人员对重点区域的监测。
5.根据权利要求1所述的一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，其特征在于，所述的无人机侦查系统，包括进行数据采集的无人机，人员难以深入的区域以及高空广域监测采用无人机空中巡查的手段进行火灾监测。
6.根据权利要求1所述的一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，其特征在于，相邻的地面观测站之间采用4G网桥建立链接，实现无人值守。
7.根据权利要求1所述的一种天空地一体化森林火灾监测预警系统，其特征在于，所述的信息融合和资源调度系统包括关口站和一体化监测预警平台，关口站通过地面网络与一体化监测预警平台相连接。
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Cited By (1)
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| CN116760456A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-15 | 上海航天空间技术有限公司 | 用于遥感监测小面积山火的卫星数据实时传输方法及系统 |
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2023
- 2023-04-12 CN CN202310440280.7A patent/CN116486553A/zh active Pending
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