CN212782244U - 一种天空地一体化林火监测核查平台 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天空地一体化林火监测核查平台，其监测核查平台卫星载荷数据库，通过热异常点识别计算机读取遥感数据进行分析，识别出热异常点位置信息，并将热异常点位置信息传送至移动终端；无人机操控系统与移动终端同址，无人机包括：摄像机，用于在无人机飞行过程中对热异常点拍照；定位模块，用于确定无人机的位置；收发信机，用于将摄像机拍照的图像传送至移动终端；其通过卫星把森林的热异常点位置信息推送给一线护林员或县级热异常值班人员，同时推送到配备的无人机上，无人机根据热异常点位置信息和规划核查路线飞行拍照，使得护林员能够根据拍照图像快速实施热异常的自动核查，确定热异常点是否为森林火情。

Description

一种天空地一体化林火监测核查平台

技术领域

本申请涉及森林热异常点的卫星遥感、无人机遥感和地面人员一体化综合监测核查技术领域，尤其涉及一种天空地一体化林火监测核查平台。

背景技术

目前，对于火情监测多采用如下方式进行：(1)通过监测人员在瞭望塔上进行瞭望火情，观察到火情后再电话通知防火队员，该方式存在相应慢，监测结果准确率低的问题；(2)通过监控摄像头拍摄现场监控录像，人工实时在检测室进行观察监测，该方式存在监视范围受限制，容易遗漏或延误火情救援；(3)通过将卫星遥感热异常信息下发由网络和人工电话通知相结合，即现有技术方案是国家林草局的森林火灾卫星监测系统在通过人工确认热异常点后，通过网络下发到省级防火办，然后再由省级防火办的值班人员利用电话通知热异常所在县的县级防火办人员，由县级防火办组织相关人员对热异常进行核验。现有的森林热异常的人工核验方案为：县级防火办相关人员主要通过汽车前往热异常所在地，由于热异常点在森林区域，往往会出现无路可走的现象，所以徒步或骑马前往山区进行热异常是否为林火，是很常见的核验手段，这种人工核验的整个过程特别费时费力，往往在要求卫星监测到热异常点后的两个小时内，无法完成热异常点的林火核查；(4)将方式(3)中的森林热异常的人工核验方案替换为：派直升机前往热异常所在地进行核验，该方式存在增加监测成本较大，便捷经济性能较差的问题；综上，现有的人工核查技术手段，多延误了林火扑救的最佳时机，使林火灾害扩大，并给后期林火扑救带来了更大的风险。

实用新型内容

本申请提出一种天空地一体化林火监测核查平台，解决现有技术所存在的上述问题，通过卫星直接把森林的热异常点位置信息推送给一线的护林员或县级热异常值班人员，同时推送到配备的无人机上，无人机根据热异常点位置信息和规划核查路线飞行拍照，使得护林员能够根据拍照图像快速实施热异常的自动核查火情。

本申请提供一种天空地一体化林火监测核查平台，包含：

卫星载荷数据库(1)，用于接收并存储遥感卫星传输的遥感数据；

热异常点识别计算机(2)，用于读取所述遥感数据进行分析，识别出热异常点位置信息，并将所述热异常点位置信息传送至移动终端；

无人机(3)，其无人机操控系统与所述移动终端同址，无人机(3)包括：

摄像机(301)，用于在无人机(3)飞行过程中对所述热异常点拍照；

定位模块(302)，用于确定无人机(3)的位置；

收发信机(303)，用于将摄像机(301)拍照的图像传送至所述移动终端。

上述天空地一体化林火监测核查平台，还可以优选的，所述监测核查平台还包括中继设备(4)，移动终端为车载移动终端(5)，中继设备(4)通过数据通信网(6)或移动核心网(7)与热异常点识别计算机(2)连接。

为了便于通过所述移动终端操控无人机(3)的工作，还可以优选的，所述无人机操控系统安装在所述移动终端上。

还可以优选的，热异常点识别计算机(2)通过位置服务器与移动核心网 (7)连接；所述位置服务器用于获取所述移动终端的位置，接收热异常点识别计算机(2)输出的热异常点位置信息，发送所述热异常点位置信息到所述移动终端。以便于距离热异常点最近的护林员及无人机(3)及时有效地参与火情监测核查工作。

还可以优选的，所述无人机操控系统安装在车载移动终端(5)上。

还可以优选的，所述移动终端为个人移动终端(8)。此时，护林员可以随身个人移动终端(8)以提高火情监测核查工作的效率。

还可以优选的，所述监测核查平台还包含工业热源数据库(9)，用于存储工业热源位置信息，所述工业热源数据库连接于所述热异常点识别计算机。

本申请的天空地一体化林火监测核查平台能够达到以下有益效果：

本申请的天空地一体化林火监测核查平台，其通过无人机和卫星遥感监测结果无缝对接功能，可将卫星系统监测点的热异常点位置信息直接推送进入无人机，并成为无人机核查路线设计的探测目标；其无人机可以通过巡航路线规划，在飞行过程中对热异常点进行拍照，拍照的图像能够无线实时传送至护林员及进行存储，其利用无人机快速的核查能力，最大程度的减小核查时间，为森林火灾的扑救行动节省宝贵时间；其在使用时，能够通过热异常点位置信息识别热异常点及快速推送热异常点位置信息，与现有的图像模式卫星监测人工识别相比，其能够将热异常点位置信息自动推送给基层护林员或基层防火办人员，避免因电话联系而对热异常点位置信息的通知带来不必要的延时，其具有自动化、高精度和快速提取热异常像元位置经纬度的优势。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的天空地一体化林火监测核查平台的结构示意图。

图2为本申请的天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法的一种情况的流程图。

图3为本申请的天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法的另一种情况的流程图。

图中，1为卫星载荷数据库，2为热异常点识别计算机，3为无人机，301 为摄像机，302为定位模块，303为收发信机，304为导航系统，4为中继设备， 5为车载移动终端，6为数据通信网，7为移动核心网，8为个人移动终端，9 为工业热源数据库。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

一种天空地一体化林火监测核查平台，参见图1，包含：

卫星载荷数据库1，用于接收并存储遥感卫星传输的遥感数据；

热异常点识别计算机2，用于读取所述遥感数据进行分析，识别出热异常点位置信息，并将所述热异常点位置信息传送至移动终端；

无人机3，其无人机操控系统与所述移动终端同址，无人机3包括：

摄像机301，用于在无人机3飞行过程中对所述热异常点拍照；

定位模块302，用于确定无人机3的位置；

收发信机303，用于将摄像机301拍照的图像传送至所述移动终端。

本实施例的天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，参见图 2，包括以下步骤，

通过所述遥感卫星将监测的遥感信息存储到卫星载荷数据库1，通过热异常点识别计算机2读取所述遥感数据并对其进行分析，识别出所述热异常点位置信息，并将所述热异常点位置信息传送至所述移动终端；

所述卫星载荷数据库中至少包含卫星扫描影像数据。所述卫星扫描影像数据还可包含以下数据：卫星每行扫描的影像数据附带的星下点坐标、视场角数据等。在本申请的一个实施例中，所述卫星是红外遥感卫星。

具体地，利用普朗克黑体辐射原理和维恩位移定律，基于卫星载荷数据的云识别技术以及针对晴空像元的基于中红外波段和热红外波段组合的热异常像元信息的提取技术，可使用所述卫星载荷数据库对热异常点信息进行提取，实现了所述热异常点的定量化识别技术，同时也实现了高精度和快速提取所述热异常点经纬度的优势。

所述护林员通过所述移动终端获取所述热异常点位置信息，将所述热异常点位置信息发送至无人机3，并使无人机3按照预设路线前往热异常点飞行过程中，通过摄像机301所述热异常点拍照，且通过收发信机303将摄像机301 拍照的图像、及定位模块302所确定的无人机3所在的位置传送至所述移动终端；

所述护林员通过所述移动终端获取所述图像和无人机3所在位置，根据所述图像判读是否存在火情，并通过无人机3所在位置确定所述热异常点位置信息。

实施例2

实施例1所述的天空地一体化林火监测核查平台，还可以包括中继设备4，移动终端为车载移动终端5，中继设备4通过数据通信网6或移动核心网7与热异常点识别计算机2连接。

则实施例1的天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，通过热异常点识别计算机2读取所述热异常点位置信息，并将所述热异常点位置信息传送至所述移动终端时，所述热异常点位置信息传送至车载移动终端5。

本实施例的天空地一体化林火监测核查平台，还可以进一步的，所述无人机操控系统安装在所述移动终端上，这样能够便于通过所述移动终端操控无人机3的工作。

则上述天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，所述护林员通过所述移动终端的无人机操控系统，操控无人机3工作。

本实施例的天空地一体化林火监测核查平台，还可以进一步的，热异常点识别计算机2通过位置服务器与移动核心网7连接；所述位置服务器用于接收热异常点识别计算机2输出的热异常点位置信息，发送所述热异常点位置信息到与所述热异常点位置信息距离最近的移动终端。以便于距离热异常点最近的护林员及无人机3及时有效地参与火情监测核查工作。

则上述天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，通过热异常点识别计算机2读取所述热异常点位置信息，并将所述热异常点位置信息传送至所述位置服务器，由所述位置服务器将所述热异常点位置信息发送到与所述热异常点位置信息距离最近的移动终端，即发送到距离热异常点最近的护林员的移动终端上。

还可以进一步的，所述位置服务器基于地理信息空间搜索和空间计算，根据护林员和防火人员的注册信息、和移动通信系统对移动终端的定位功能，确定移动终端所在位置，与所述热异常点位置信息信息的匹配分析；并根据匹配度大小，选取和所述热异常点位置信息距离最近的护林员，进行所述热异常点位置信息的快速推送，并激发热异常预警功能，提醒护林员接收该热异常点位置信息。

本实施例的天空地一体化林火监测核查平台，还可以进一步的，所述无人机操控系统安装在车载移动终端5上。

则上述天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，所述护林员通过车载移动终端5的无人机操控系统，操控无人机3工作。

所述移动终端也可以为护林员可以随身携带的个人移动终端8。此时，上述天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，所述无人机操控系统可以安装在个人移动终端8上，所述护林员通过个人移动终端8对无人机3进行操作控制。

本实施例的天空地一体化林火监测核查平台，还可以进一步的，所述监测核查平台还包含工业热源数据库9，用于存储工业热位置信息，所述工业热源数据库连接于所述热异常点识别计算机。热异常点识别计算机2将所述遥感数据与所述工业热位置信息对比后，将剔除了所述工业热位置信息的热异常点位置信息传送至所述移动终端进行判读。

则上述天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，还可以进一步的，所述监测核查平台还包含用于存储工业热位置信息的工业热源数据库9，通过热异常点识别计算机2将所述遥感数据与所述工业热位置信息对比后，将剔除了所述工业热位置信息的热异常点位置信息传送至所述移动终端。

为了避免所述热异常点位置信息受到工业热源热异常点信息、中红外波段和热红外波段组合的热异常点信息、秸秆焚烧热异常点信息和水面镜面反射的热异常点信息的干扰：

还可以进一步的，工业热源数据库9是基于长时间序列热异常数据的定位信息和像元定位精度信息建立的，热异常点识别计算机2利用工业热源数据库 9识别工业热源热异常点信息。

还可以进一步的，所述遥感卫星利用普朗克黑体辐射原理和维恩位移定律，采用基于卫星载荷数据的云识别技术，基于晴空像元提取基于中红外波段和热红外波段组合的热异常点信息。

还可以进一步的，利用土地利用和土地覆盖分布信息，进行秸秆焚烧热异常点信息的排除。

还可以进一步的，基于像元的卫星观测点和太阳之间的观测几何，剔除水面镜面反射的热异常点信息。

上述四个噪声排除步骤，能够自动剔除秸秆焚烧和工业热源等非森林草原野火信息；能够快速识别热异常并剔除可能的秸秆焚烧和工业热源热异常，提高对森林和草原热异常准确率，能够确保热异常点基本为林火灾害的像元点，即准确判断出真实的热异常点并获得热异常点位置信息。

实施例3

实施例1或实施例2所述的天空地一体化林火监测核查平台，还可以是，所述移动终端，如个人通讯终端3或车载移动终端5，通过数据通信网6或移动核心网7与国家森林防火系统数据通讯连接。

则如图3所示，本实施例的天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，所述护林员将无人机2拍摄的图像上传到所述国家森林防火系统。

上述天空地一体化林火监测核查平台，还可以进一步的，所述移动终端，如个人通讯终端3或车载移动终端5，通过数据通信网6或移动核心网7与上级防火部门系统数据通讯连接。

则所述天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，如果无人机 2拍摄的图像显示未发现火情，所述护林员也可以将所述图像通过数据通信网 6或移动核心网7上传给所述上级防火部门系统，或电话报告给所述上级防火部门系统。

上述天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，通过所述遥感卫星将监测的要干呢信息存储到卫星载荷数据库1时，所述遥感信息可以包括位置精度信息、像元数信息、监测频次信息。

上述天空地一体化林火监测核查平台的火情监测核查方法，还可以是，参见图3，根据无人机2的最大航程，护林员在获得热异常点位置信息后，在所述移动终端检测无人机2与热异常点之间的距离；如果热异常点所在位置，在无人机2的最大航程范围之内，则迅速将所述热异常点位置信息，如该热异常点的经度和纬度位置信息，规划为无人机2航行路线的终点，则放飞无人机2 进行自动核查；如果热异常点所在位置超出无人机2的最大航程范围，则护林员立即驾车，携带无人机2前往热异常点方向，待车辆进入到无人机2距离热异常点为最大航程之内时，则停车并放飞无人机2进行热异常点的自动核查。

其中，无人机2可以自身设置有导航系统304，则可以通过无人机2自身的导航系统304规划无人机2的航行路线。或者，也可以通过移动终端的无人机操控系统对无人机2的航行路线进行规划和控制。

需要说明的是，上述实施例中，本申请的热异常计算装备，即即热异常点识别计算机2，所涉及的热异常识别算法是成熟的技术，主要可参考国际上用于MODIS数据和AVHRR数据的热异常卫星探测算法，例如：[1]贺宝华，陈良富，陶金花，苏林，王子峰，李莘莘，韩冬，张莹，余超.基于观测几何的环境卫星红外相机遥感火点监测算法.红外与毫米波学报，2011，30(2)：104 －108；[2]Giglio L，Descloitres J，Justice C O，et al.An enhancedcontextual fire detection algorithm for MODIS[J].Remote Sensing ofEnvironment，2003， 87(2-3):273—282；[3]GiglioL，KendallJD，JusticeCO，etal.Evaluationof global fire detection algorithms using simulated AVHRR in-frared data[J].International Journal of Remote Sensing，1999，20(10):1947—1985。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种天空地一体化林火监测核查平台，其特征在于，包含：

卫星载荷数据库(1)，用于接收并存储遥感卫星传输的遥感数据；

热异常点识别计算机(2)，用于读取所述遥感数据进行分析，识别出热异常点位置信息，并将所述热异常点位置信息传送至移动终端；

无人机(3)，其无人机操控系统与所述移动终端同址，无人机(3)包括：

摄像机(301)，用于在无人机(3)飞行过程中对所述热异常点拍照；

定位模块(302)，用于确定无人机(3)的位置；

收发信机(303)，用于将摄像机(301)拍照的图像传送至所述移动终端。

2.如权利要求1所述的天空地一体化林火监测核查平台，其特征在于，所述监测核查平台还包括中继设备(4)，移动终端为车载移动终端(5)，中继设备(4)通过数据通信网(6)或移动核心网(7)与热异常点识别计算机(2)连接。

3.如权利要求1所述的天空地一体化林火监测核查平台，其特征在于，所述无人机操控系统安装在所述移动终端上。

4.如权利要求1所述的天空地一体化林火监测核查平台，其特征在于，热异常点识别计算机(2)通过位置服务器与移动核心网(7)连接；所述位置服务器用于获取所述移动终端的位置，接收热异常点识别计算机(2)输出的热异常点位置信息，发送所述热异常点位置信息到所述移动终端。

5.如权利要求2所述的天空地一体化林火监测核查平台，其特征在于，所述无人机操控系统安装在车载移动终端(5)上。

6.如权利要求4所述的天空地一体化林火监测核查平台，其特征在于，所述移动终端为个人移动终端(8)。

7.如权利要求1所述的天空地一体化林火监测核查平台，其特征在于，所述监测核查平台还包含工业热源数据库(9)，用于存储工业热源位置信息，所述工业热源数据库连接于所述热异常点识别计算机。

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