CN205582179U - 基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，包括：灾情监测模块、灾情预测模块、中央处理单元以及警报中心，所述灾情监测模块和灾情预测模块均与中央处理单元信息连接，所述中央处理单元与警报中心信息连接。本实用新型新型提供的基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，能够通过林区实况监测和森林火灾预警模型为基础，结合林区的热像、温度及湿度等多种实时条件，有针对性地进行森林火灾预警，同时，也能够在森林发生火灾的时候，及时判断火灾位置和程度，从而使消防人员有针对性地准备消防工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及森林火灾预警技术领域，具体的，涉及一种基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统。
背景技术
森林是涵养水源和阻挡风沙的天然生态屏障，然而同时，森林又是火灾的高发地，如果冬季降雪量偏少，春季气温回升快，大风日数多，且雨季开始晚，森林火灾风险就会增大。而初夏，如遇干旱天气，也极易发生森林火灾，因而，对森林火灾的气象预警也非常重要。
森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。产生森林火灾的主要条件有：森林可燃物、湿度、火源和助燃物(氧气)。因此，就原因而言，首先人为因素是最重要的；其次是天气因素，像干旱等天气造成林木干枯，容易引起林内或地表可燃物自燃，从而造成森林火灾；再有一个因素是夏天雷雨容易造成“雷击火”，也容易引发森林火灾。
在固定区域，可燃物、助燃物因素是确定的，此时易发生火灾的主要因素是湿度，包括可燃物湿度和空气湿度。可燃物湿度一方面取决于降水，另一方面还取决于季节。以火灾易发分区为基础，以降水、实时火点为主建立火灾预警模型显得十分必要。火灾预警是趋势预报，也就是说即使湿度很低，如果火源防范得当，也不易发生火灾。因此火灾以预防为主。
实用新型内容
为了实时实现森林火灾的预防和监测，本实用新型提供一种基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，包括：灾情监测模块、灾情预测模块、中央处理单元以及警报中心，所述灾情监测模块和灾情预测模块均与中央处理单元信息连接，所述中央处理单元与警报中心信息连接。
其中，所述灾情监测模块包括图像采集装置、图像处理装置、第一基数存储装置、图像分离装置、火焰识别装置、第一参数存储装置以及第一控制装置，所述图像分离装置分别与图像处理装置、第一基数存储装置及火焰识别装置信息连接，所述图像采集装置与图像处理装置信息连接，所述第一控制装置分别与火焰识别装置、第一参数存储装置及中央处理单元信息连接。
其中，所述图像采集装置包括高分二号卫星。
其中，所述灾情预测模块包括热像参数分析系统、湿度参数分析系统以及温度参数分析系统。
其中，所述热像参数分析系统包括红外摄像仪、第二基数存储装置、热像差值计算模块及第二控制装置，所述红外摄像仪、第二基数存储装置、热像差值计算模块、第二控制装置及中央处理单元依次信息连接。
其中，所述湿度参数分析系统包括湿度传感器、第三基数存储装置、湿度差值计算模块以及第三控制装置，所述湿度传感器、第三基数存储装置、湿度差值计算模块、第三控制装置及中央处理单元依次信息连接。
其中，所述温度参数分析系统包括可见光摄像仪、第四基数存储装置、温度差值计算模块以及第四控制装置，所述可见光摄像仪、第四基数存储装置、温度差值计算模块、第四控制装置及中央处理单元依次信息连接。
本实用新型提供的基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，能够通过林区实况监测和森林火灾预警模型为基础，结合林区的热像、温度及湿度等多种实时条件，有针对性地进行森林火灾预警，同时，也能够在森林发生火灾的时候，及时判断火灾位置和程度，从而使消防人员有针对性地准备消防工作。
附图说明
图1：本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面配合附图详细说明本实用新型的技术方案及其产生的有益效果。
如图1所示，本实用新型提供一种基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，包括：灾情监测模块、灾情预测模块、中央处理单元以及警报中心，所述灾情监测模块和灾情预测模块均与中央处理单元信息连接，所述中央处理单元与警报中心信息连接。
本实用新型中，所述灾情监测模块用于在火灾发生的时候，监测火灾的级别及位置，所述灾情预测模块用于在火灾未发生的时候，监测未来火灾发生的概率，防患于未然。
具体的，所述灾情监测模块包括图像采集装置、图像处理装置、第一基数存储装置、图像分离装置、火焰识别装置、第一参数存储装置以及第一控制装置，所述图像采集装置优选包括高分二号卫星，所述图像处理装置与图像采集装置信息连接，用于接收图像采集装置中获取的图像，并通过辐度校正、几何校正、滤波处理以及图像融合处理等，获得粗略火焰子图像。
图像幅度校正可以实现不同时间、不同大气条件下光谱影像中辐射亮度信息的一致化，消除以下四种误差：(1)大气对电磁波辐射的散射和吸收；(2)太阳高度与传感器观察角的变化；(3)地形起伏引起的辐射强度变化；(4)传感器探测系统性能差异，如光学系统或不同探测器在灵敏度、光谱响应和透光性能上的差异。
图像融合处理可以整合多个源图像中的冗余信息和互补信息，利用优势互补的数据来提高图像的信息可用程度，同时增加对研究对象解译的可靠性。融合会产生精确的数据并增加实用性，同时提高数据应用的可靠性，减少不确定性。多幅图像融合可以克服单一传感器图像在几何、光谱和空间分辨率等方面存在的局限性和差异性，提高图像的质量，从而有利于对物理现象和事件进行定位、识别和解释。融合后的图像更能解释和描述被感知的地物或环境，能减少被感知的地物或环境中可能存在的不完全性、不确定性和误差。利用各种信息源提供的信息，使得到的信息更精确、完全、可靠，提高可判读性，便于综合分析，提高监测精度。
所述图像分离装置另外与第一基数存储装置信息连接，以便结合第一基数存储装置中存储的火焰灰度阈值和图像处理装置中的粗略火焰子图像，生成精确火焰子图像；同时，图像分离装置还与火焰识别装置信息连接，所述火焰识别装置用于根据图像分离装置中的精确火焰子图像生成火焰图像。
所述第一控制装置分别与火焰识别装置、第一参数存储装置及中央处理单元信息连接，其中，第一参数存储装置中存储有若干个呈阶梯分布的面积阈值，第一控制装置识别火焰识别装置中的火焰图像的面积，同时将其与第一参数存储装置中的面积阈值进行对比，并将对比结果发送至中央处理单元，中央处理单元确定是否发出警报信号以及发出何种级别的警报信号。
具体的，当火焰图像的面积为零时，警报中心不发出警报信号，中央处理单元将信号反馈给灾情预测模块，灾情预测模块预测未来灾情发生的概率，当火焰图像的面积不为零时，中央处理单元根据火焰图像面积与第一参数存储装置中的面积阈值的对比结果，确定发出何种级别的警报信号，同时，中央处理单元将信号反馈给灾情预测模块，灾情预测模块不工作。
本实用新型中，所述灾情预测模块包括热像参数分析系统、湿度参数分析系统以及温度参数分析系统，分别通过监测目标区域内的热像参数、湿度参数以及温度参数来预测未来火灾发生概率。
其中，所述热像参数分析系统包括红外摄像仪、第二基数存储装置、热像差值计算模块及第二控制装置，所述红外摄像仪、第二基数存储装置、热像差值计算模块、第二控制装置及中央处理单元依次信息连接，其中，第二基数存储装置中存储有热像阈值，热像差值计算模块通过比较热像阈值与红外摄像仪采集到的热像信息得到热像差值，经第二控制装置传送至中央处理单元。
其中，所述湿度参数分析系统包括湿度传感器、第三基数存储装置、湿度差值计算模块以及第三控制装置，所述湿度传感器、第三基数存储装置、湿度差值计算模块、第三控制装置及中央处理单元依次信息连接，其中，第三基数存储装置中存储有湿度阈值，湿度差值计算模块通过比较湿度阈值与湿度传感器采集到的湿度数据得到湿度差值，经第三控制装置传送至中央处理单元。
其中，所述温度参数分析系统包括可见光摄像仪、第四基数存储装置、温度差值计算模块以及第四控制装置，所述可见光摄像仪、第四基数存储装置、温度差值计算模块、第四控制装置及中央处理单元依次信息连接，其中，第四基数存储装置中存储有温度阈值，温度差值计算模块通过比较温度阈值与可见光摄像仪采集到的温度数据得到温度差值，经第四控制装置传送至中央处理单元。
中央处理单元通过整合第二、第三及第四控制装置分别传送的热像差值、湿度差值以及温度差值信息，建立火灾预警模型，确定未来火灾发生概率，并与已有的火灾预警标准做对比，确定预测的火灾级别，从而通过警报中心提醒工作人员，针对不同的预测火灾级别，采用不同的防范措施。
综上，本实用新型提供的基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，能够通过林区实况监测和森林火灾预警模型为基础，结合林区的热像、温度及湿度等多种实时条件，有针对性地进行森林火灾预警，同时，也能够在森林发生火灾的时候，及时判断火灾位置和程度，从而使消防人员有针对性地准备消防工作。
虽然本实用新型已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本实用新型所保护的范围，因此本实用新型的保护范围以权利要求书所界定的为准。
Claims (6)
1.一种基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，其特征在于：包括：灾情监测模块、灾情预测模块、中央处理单元以及警报中心，所述灾情监测模块和灾情预测模块均与中央处理单元信息连接，所述中央处理单元与警报中心信息连接；所述灾情监测模块包括图像采集装置、图像处理装置、第一基数存储装置、图像分离装置、火焰识别装置、第一参数存储装置以及第一控制装置，所述图像分离装置分别与图像处理装置、第一基数存储装置及火焰识别装置信息连接，所述图像采集装置与图像处理装置信息连接，所述第一控制装置分别与火焰识别装置、第一参数存储装置及中央处理单元信息连接。
2.如权利要求1所述的基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，其特征在于：所述图像采集装置包括高分二号卫星。
3.如权利要求1所述的基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，其特征在于：所述灾情预测模块包括热像参数分析系统、湿度参数分析系统以及温度参数分析系统。
4.如权利要求3所述的基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，其特征在于：所述热像参数分析系统包括红外摄像仪、第二基数存储装置、热像差值计算模块及第二控制装置，所述红外摄像仪、第二基数存储装置、热像差值计算模块、第二控制装置及中央处理单元依次信息连接。
5.如权利要求3所述的基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，其特征在于：所述湿度参数分析系统包括湿度传感器、第三基数存储装置、湿度差值计算模块以及第三控制装置，所述湿度传感器、第三基数存储装置、湿度差值计算模块、第三控制装置及中央处理单元依次信息连接。
6.如权利要求3所述的基于卫星遥感图像的森林火灾远程监测系统，其特征在于：所述温度参数分析系统包括可见光摄像仪、第四基数存储装置、温度差值计算模块以及第四控制装置，所述可见光摄像仪、第四基数存储装置、温度差值计算模块、第四控制装置及中央处理单元依次信息连接。
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