KR101076734B1 - Device for monitoring forest fire of information analysis type and method therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산불을 보다 정확하게 분석 및 진단할 수 있는 정보분석형 산불 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 산불 감시지점에 대한 온도, 습도 및 풍속 중 적어도 어느 하나의 기상관측 감지데이터를 주기적으로 수집하는 센서데이터수집부와, 상기 감시지점의 주변에 대한 기상관측 주변데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 주변자료수집부와, 상기 감시지점에 대한 기상관측 예보데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 예보자료수집부와, 상기 감시지점에 대한 축적된 다년간의 기상관측 축적데이터를 외부의 데이터베이스로부터 수집하는 축적자료수집부, 및 상기 센서데이터수집부와 주변자료수집부, 예보자료수집부 및 축적자료수집부를 통해 수집된 기상관측 데이터를 각각 비교하고, 상기 센서데이터수집부를 통해 수집된 감지데이터가 상기 주변자료수집부와 예보자료수집부, 및 축적자료수집부 중 적어도 어느 하나를 통해 수집된 기상관측 데이터의 값을 초과할 경우 설정된 초과범위에 따라 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하는 중앙처리유닛을 제공한다.The present invention relates to an information analysis type forest fire monitoring device and method for analyzing and diagnosing forest fire more accurately, and to periodically collect the weather observation detection data of at least one of the temperature, humidity and wind speed of the forest fire monitoring point. A sensor data collection unit, a peripheral data collection unit for periodically collecting the weather observation surrounding data for the periphery of the monitoring point from an external database, and a weather observation forecast data for the monitoring point periodically collected from an external database Forecast data collection unit, accumulation data collection unit for collecting accumulated multi-year meteorological observation accumulated data for the monitoring point from an external database, and the sensor data collection unit and peripheral data collection unit, forecast data collection unit and accumulated data Compare the weather observation data collected through the collection unit, respectively, When the detected data collected through the collecting unit exceeds the value of the weather observation data collected through at least one of the surrounding data collecting unit, the forecasting data collecting unit, and the accumulated data collecting unit, the wildfire occurrence state according to the set excess range It provides a central processing unit for determining step by step.
Description
본 발명은 산불 감시에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산불을 보다 정확하게 분석 및 진단할 수 있는 정보분석형 산불 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to forest fire monitoring, and more particularly, to an information analysis type forest fire monitoring apparatus and method for analyzing and diagnosing forest fire more accurately.
종래의 산불감시 시스템은 사람의 출입이 잦은 산의 요소요소에 산림감시 초소를 설치하고 그 초소에 산림감시 요원이 위치하면서 산불의 발생 여부를 육안으로 감시하고 산불 발생시에는 이를 초소에 설치되어 있는 통신수단을 이용하여 중앙 통제소에 알리는 형태로 이루어졌다.In the conventional forest fire monitoring system, a forest monitoring post is installed on the elements of a mountain where humans frequently enter and leave, and a forest monitoring agent is located at the post, visually monitoring the occurrence of a forest fire, and when a forest fire occurs, communication is installed on the post. It was in the form of informing the central control station by means.
이러한 산불감시 시스템은 감시요원이 산림을 감시하고 있는 동안은 그 시각이 미치는 범위내에서는 가장 확실한 감시방법이 될 수 있으나, 산불을 감시하는 수단을 육안에 의존하다 보니 그 감시 범위에는 일정한 한계가 있을 수밖에 없으며 감시인원의 제한으로 말미암아 감시요원이 감시초소에 상주하지 않는 한 24시간 감시가 불가능한 문제점이 있다.Such a forest fire monitoring system may be the most reliable monitoring method within the scope of the vision while the surveillance personnel are monitoring the forest, but since the forest fire depends on the means of monitoring the forest fire, the monitoring range may be limited. Due to the limitation of the number of watchmen, there is a problem that 24 hours monitoring is impossible unless the watchman resides in the watchtower.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해 종래에는 산의 요소요소에 무인 감시카메라를 설치하고 중앙통제소에서 이를 집중관리하면서 산불의 발생을 감시하고 이에 대처하도록 하는 또다른 방식이 제안된 바 있다.In order to improve such a problem, another method has been proposed to install an unmanned surveillance camera in an element of a mountain and to centrally manage it at the central control station to monitor and cope with the occurrence of a forest fire.
그러나 이와 같은 종래의 무인감시 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템 운용자가 카메라(10)를 구동시키기 위해 카메라 제어장치(14)를 직접 조작하여 제어명령을 송신하면 제어수신장치(11)는 중앙처리장치(13)를 통해 그 명령을 수신한 후 감시용 카메라(10)를 구동시키는 회전기(12)를 구동시켜 카메라를 원하는 방향으로 구동시킨 후, 카메라(10)로부터 입력되는 현장의 상황 및 관련정보를 중앙처리장치(13)를 통해 디스플레이장치(15)에 출력하도록 하는 방식이었다.However, in the conventional unmanned surveillance system as shown in FIG. 1, when the system operator directly operates the
하지만, 이러한 시스템은 제어신호를 통한 콘트롤 시스템(Control system)과 매트릭스 스위쳐 시스템(Matrix switcher system)을 이용하여 임의의 가상 위치정보를 입력시키면 운영자가 그 위치를 호출하는 프리셋(Preset)기능과 키보드(Key board)를 이용하여 수동으로 카메라 제어장치(14)를 조작하여 산불이 발생한 현장을 추적하는 정도의 기능을 갖는 것으로 초보적인 산불감시 시스템을 벗어날 수 없는 문제점이 있다.However, such a system inputs arbitrary virtual position information using a control system and a matrix switcher system through a control signal, and a preset function and a keyboard (operator) which calls the position. By using the key board (manual) to manually control the
이러한 종래의 시스템에 의하면 카메라 제어장치를 시스템 운용요원이 수동으로 조작하여 산불의 현장을 모니터링하여야 했기 때문에 오랜 기간 숙련된 운용요원의 숙련된 기능과 감각에 의존하는 비중이 높아짐에 따라 산불의 현장을 추적하는 데 긴 시간이 소요될 뿐만 아니라 만일의 사태 발생시 감시요원이 부재할 경우에는 전혀 대처방안을 찾지 못하는 문제점이 있다. According to the conventional system, since the camera control device was operated manually by the system operator to monitor the site of the forest fire, the site of the forest fire was increased due to the increased weight on the skilled functions and senses of the skilled operator for a long time. Not only does it take a long time to track, but there is a problem in that no countermeasures can be found at all in the event of the absence of surveillance personnel.
또한, 카메라를 자동으로 제어함과 아울러 무인으로 감시한다고 하더라도 촬영된 영상이 산불에 의한 연기인지 아니면 구름이나 안개에 의한 것인지에 대한 구분이 어려워서 데이터의 판독에 대한 신뢰성이 떨어지며, 이로인해 감시시스템을 무인 자동화하는 데에는 어려움이 있다.
In addition, even if the camera is controlled automatically and unattended monitoring, it is difficult to distinguish whether the captured video is caused by forest fire or cloud or fog, so the reliability of reading data is low. There is a difficulty in automating.
본 발명은 현장의 감시센서 뿐만 아니라 감시자료와 주변자료, 축적자료 및 위성자료 등을 종합적으로 이용하여 산불발생 여부를 분석함으로써, 산불을 보다 정확하게 분석 및 예측할 수 있는 정보분석형 산불 감시 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is an information analysis type forest fire monitoring device that can analyze and predict forest fire more accurately by analyzing whether or not a fire occurs by using the monitoring data in the field as well as monitoring data and surrounding data, accumulated data and satellite data, etc. It is to provide a method.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 산불 감시 장치는, 산불 감시지점에 대한 온도, 습도 및 풍속 중 적어도 어느 하나의 기상관측 감지데이터를 주기적으로 수집하는 센서데이터수집부; 상기 감시지점의 주변에 대한 기상관측 주변데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 주변자료수집부; 상기 감시지점에 대한 기상관측 예보데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 예보자료수집부; 상기 감시지점에 대한 축적된 다년간의 기상관측 축적데이터를 외부의 데이터베이스로부터 수집하는 축적자료수집부; 및 상기 센서데이터수집부와 주변자료수집부, 예보자료수집부 및 축적자료수집부를 통해 수집된 기상관측 데이터를 각각 비교하고, 상기 센서데이터수집부를 통해 수집된 감지데이터가 상기 주변자료수집부와 예보자료수집부, 및 축적자료수집부 중 적어도 어느 하나를 통해 수집된 기상관측 데이터의 값을 초과할 경우 설정된 초과범위에 따라 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하는 중앙처리유닛;을 포함할 수 있다.Forest fire monitoring apparatus of the present invention for achieving the above object, the sensor data collection unit for periodically collecting at least one of the weather detection data of the temperature, humidity and wind speed for the forest fire monitoring point; Peripheral data collection unit for collecting the weather observation peripheral data for the surroundings of the monitoring point periodically from an external database; Forecast data collection unit for collecting the weather observation forecast data for the monitoring point periodically from an external database; An accumulation data collection unit for collecting accumulated years of meteorological observation accumulated data for the monitoring point from an external database; And the weather observation data collected through the sensor data collector, the peripheral data collector, the forecast data collector, and the accumulated data collector, respectively, and the sensed data collected through the sensor data collector is predicted from the peripheral data collector. It may include a central processing unit for judging the state of occurrence of fire in accordance with the set excess range when the value of the weather observation data collected through at least one of the data collection unit and the accumulated data collection unit.
상기 주변자료수집부는 상기 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 주변데이터를 수집하여 기하학적으로 평균할 수 있다.The peripheral data collection unit may geometrically average by collecting peripheral data of at least three surroundings around the monitoring point.
상기 중앙처리유닛은 상기 예보자료수집부와 축적자료수집부를 통해 각각 수집된 예보데이터 및 축적데이터를 기하학적으로 평균하여 예측데이터를 생성하고, 생성된 예측데이터와 상기 감지데이터를 상호 비교하여 산불 발생 여부를 판단할 수 있다.The central processing unit generates prediction data by geometrically averaging forecast data and accumulated data collected through the forecast data collection unit and the accumulated data collection unit, and compares the generated prediction data with the sensed data to determine whether a forest fire occurs. Can be determined.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 산불 감시 방법은, 산불 감시지점에 대한 온도, 습도 및 풍속 중 적어도 어느 하나의 기상관측 감지데이터를 주기적으로 수집하는 제1 단계; 상기 감시지점의 주변에 대한 기상관측 주변데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 제2 단계; 상기 감시지점에 대한 기상관측 예보데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 제3 단계; 상기 감시지점에 대한 축적된 다년간의 기상관측 축적데이터를 외부의 데이터베이스로부터 수집하는 제4 단계; 상기에서 수집된 주변데이터와 예보데이터 및 축적데이터를 이용하여 감지데이터와 각각 비교하는 제5 단계; 및 상기에서 비교한 결과, 수집된 감지데이터의 값이 상기 주변데이터와 예보데이터, 및 축적데이터 중 적어도 어느 하나의 값을 초과할 경우, 초과된 정도에 따라 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하는 제6 단계;를 포함할 수 있다.The forest fire monitoring method of the present invention for achieving the above object, the first step of periodically collecting at least one of the weather observation detection data of the temperature, humidity and wind speed for the forest fire monitoring point; A second step of periodically collecting meteorological observation data on the periphery of the monitoring point from an external database; A third step of periodically collecting meteorological forecast data for the monitoring point from an external database; A fourth step of collecting accumulated multi-year meteorological observation accumulated data for the monitoring point from an external database; A fifth step of comparing the detected data with the sensed data by using the collected ambient data, forecast data and accumulated data; And a sixth step of judging a state of occurrence of wildfire according to the degree of excess when the value of the collected sensed data exceeds at least one of the surrounding data, the forecasted data and the accumulated data as a result of the comparison. It may include;
상기 제2 단계에서 주변데이터는 상기 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 기상관측 데이터가 기하학적으로 평균화된 값일 수 있다.In the second step, the surrounding data may be a value obtained by geometrically averaging weather observation data of at least three surroundings around the monitoring point.
상기 제5 단계는, 상기에서 수집된 예보데이터 및 축적데이터를 기하학적으로 평균하여 예측데이터를 생성하고, 생성된 예측데이터와 상기 감지데이터를 상호 비교하는 단계; 및 상기에서 수집된 감지데이터와 주변데이터를 상호 비교하는 단계;를 포함할 수 있다.The fifth step may include generating prediction data by geometrically averaging the collected forecast data and accumulated data, and comparing the generated prediction data with the sensed data; And comparing the sensed data collected above with the surrounding data.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 산불 감시 장치는, 산불 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 외부영상을 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 외부영상수집부; 상기 감시지점의 주변에 위치된 관측장비에서 각각 촬영된 주변영상을 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 주변영상수집부; 상기 감시지점에 대한 동일 시간대의 다수의 누적 영상을 처리 및 합성하여 정지된 이미지에 대한 학습영상을 생성하는 학습영상생성부; 설정된 각도로 회전되는 카메라를 통해, 상기 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 감시영상을 주기적으로 수신하는 감시영상수신부; 및 상기 감시영상을, 상기에서 수집된 외부영상, 주변영상 및 학습영상 중 적어도 어느 하나와 색상의 주파수 영역과 히스토그램 영역을 비교하여 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하는 중앙처리유닛;을 포함할 수 있다.Another forest fire monitoring apparatus of the present invention for achieving the above object, the external image collecting unit for periodically collecting at least one or more external images for the forest fire monitoring point from an external database; Peripheral image collecting unit for periodically collecting the peripheral image photographed by each of the observation equipment located in the vicinity of the monitoring point from an external database; A learning image generation unit for processing and combining a plurality of cumulative images of the same time zone with respect to the monitoring point to generate a learning image for the still image; A surveillance image receiver configured to periodically receive at least one surveillance image of the surveillance point through a camera rotated at a set angle; And a central processing unit configured to compare the frequency image and the histogram region of the color with at least one of the external image, the peripheral image, and the learning image collected in the surveillance image, to determine a forest fire state step by step. .
상기 외부영상은 위성과 레이더 및 항공기에서 획득한 위성영상, 레이더영상 및 구름사진 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The external image may include at least one of a satellite image, a radar image, and a satellite image, a radar image, and a cloud photograph obtained from an aircraft.
상기 중앙처리유닛은 상기 감시영상과 학습영상을 비교하여 달라지는 영상 영역에 대한 에지의 색상, 상기 감시영상과 학습영상에 대한 주파수영역에서의 달라지는 영상에 대한 색상, 및 상기 감시영상과 외부영상 및 주변영상에 대한 히스토그램의 변화를 이용하여 산불 발생 상태를 단계적으로 판단할 수 있다.The central processing unit compares the surveillance image and the learning image, the color of the edge of the image area that is different, the color of the image that is changed in the frequency domain of the surveillance image and the learning image, and the surveillance image, the external image, and the surroundings. The wildfire occurrence state may be determined step by step using the change in the histogram for the image.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 산불 감시 방법은, 산불 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 외부영상을 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 제1 단계; 상기 감시지점의 주변에 위치된 관측장비에서 각각 촬영된 주변영상을 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 제2 단계; 상기 감시지점에 대한 동일 시간대의 다수의 누적 영상을 처리 및 합성하여 정지된 이미지의 학습영상을 생성하는 제3 단계; 설정된 각도로 회전되는 카메라를 통해, 상기 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 감시영상을 주기적으로 수신하는 제4 단계; 및 상기 감시영상을, 상기에서 수집된 외부영상, 주변영상 및 학습영상 중 적어도 어느 하나의 에지 분석과 주파수 영역의 분석 및 히스토그램의 분석을 통해 획득된 색상을 비교하여 산불발생 상태를 단계적으로 판단하는 제5 단계;를 포함할 수 있다.
Another forest fire monitoring method of the present invention for achieving the above object, the first step of periodically collecting at least one or more external images for the forest fire monitoring point from an external database; A second step of periodically collecting the surrounding images photographed by the observation equipment located around the monitoring point from an external database; Generating a learning image of a still image by processing and synthesizing a plurality of cumulative images of the same time zone with respect to the monitoring point; A fourth step of periodically receiving at least one surveillance image of the surveillance point through the camera rotated at a set angle; And comparing the surveillance image with colors acquired through edge analysis, frequency domain analysis, and histogram analysis of at least one of the collected external image, surrounding image, and learning image, to determine a forest fire occurrence step by step. The fifth step may include.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 현장의 감시센서 뿐만 아니라 감시자료와 주변자료, 축적자료 및 위성자료 등을 종합적으로 이용하여 산불발생 여부를 분석함으로써, 산불을 보다 정확하게 분석 및 예측할 수 있다. 또한, 산불 위치를 영상으로 보여줌과 동시에 자동으로 경보음을 발생하여 관리자가 산불 위치 및 산불 여부를 정확히 인지하도록 하여 산불로 인한 피해를 최소화할 수 있다. As described above, the present invention can analyze and predict forest fires more accurately by comprehensively using the monitoring data in the field as well as monitoring data, surrounding data, accumulated data, and satellite data. In addition, by showing the image of the forest fire location and at the same time automatically generates an alarm sound so that administrators can accurately recognize the forest fire location and whether the forest fire can minimize the damage caused by forest fire.
아울러, 본 발명은 수집된 각종 정보를 종합 분석함에 따라 산불 판독 능력이 우수하여 무인으로도 산불 감시가 가능한 이점이 있다.
In addition, the present invention has the advantage of being able to monitor forest fires even unattended because of excellent ability to read forest fire by comprehensively analyzing the various information collected.
도 1은 종래기술에 의한 산불 감시 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 산불 감시 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 산불 감시 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 산불 감시 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 산불 감시 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6 및 도 7은 위성영상과 레이더영상을 각각 나타낸 도면이다.
도 8은 감시카메라의 감시영상 획득 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 촬상 영상의 히스토그램을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 산불 감시 장치에서 관제소로 전송되는 데이터의 예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a forest fire monitoring apparatus according to the prior art.
2 is a view showing a forest fire monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a forest fire monitoring process of FIG. 2.
4 is a view showing a forest fire monitoring apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a forest fire monitoring process of FIG. 4.
6 and 7 are views illustrating a satellite image and a radar image, respectively.
8 is a diagram illustrating a method for obtaining a surveillance image of a surveillance camera.
9A and 9B are diagrams showing a histogram of a captured image.
10 is a view showing an example of data transmitted to the control station in the forest fire monitoring apparatus according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 산불 감시 장치를 나타낸 도면으로서, 산불 감시 장치(100)는 감시센서(110), 센서데이터수집부(120), 주변자료수집부(131), 예보자료수집부(133), 축적자료수집부(135), 저장수단(170), 및 중앙처리유닛(180)을 포함하여 이루어져 있다.2 is a view showing a forest fire monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention, forest
감시센서(110)는 감시지점에 설치되어 감시 영역의 온도, 습도 및 풍속 등을 센싱하는 온도센서, 습도센서 및 풍속계 등으로 이루어져 있다.
센서데이터수집부(120)는 산불을 감시하고자 하는 감시지점에 설치된 감시센서(110), 예컨대 온도센서, 습도센서 및 풍속계 등으로부터 온도, 습도 및 풍속 중 적어도 어느 하나의 기상관측 감지데이터를 주기적으로 수집한다.The sensor
주변자료수집부(131)는 감시지점의 주변에 대한 기상관측 주변데이터를 네트워크를 통해 외부의 데이터베이스(200)로부터 주기적으로 수집한다.The peripheral
예보자료수집부(133)는 감시지점에 대한 기상관측 예보데이터를 네트워크를 통해 외부의 데이터베이스(200)로부터 주기적으로 수집한다.The forecast
축적자료수집부(135)는 감시지점에 대한 축적된 다년간의 기상관측 축적데이터를 네트워크를 통해 외부의 데이터베이스(200)로부터 수집한다. The accumulated
여기서, 외부의 데이터베이스(200)는 기상청 또는 그에 준하는 기관의 데이터베이스일 수 있다.Here, the
중앙처리유닛(180)은 상기 센서데이터수집부(120)와 주변자료수집부(131), 예보자료수집부(133) 및 축적자료수집부(135)를 통해 수집된 기상관측 데이터를 각각 비교하고, 상기 센서데이터수집부(120)를 통해 수집된 감지데이터가 상기 주변자료수집부(131)와 예보자료수집부(133), 및 축적자료수집부(135) 중 적어도 어느 하나를 통해 수집된 기상관측 데이터의 값을 초과할 경우 설정된 초과범위에 따라 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하게 된다.The
상기에서 주변자료수집부(131)는 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 주변데이터를 수집하여 기하학적으로 평균하게 된다. In the above, the peripheral
그리고, 중앙처리유닛(180)은 예보자료수집부(133)와 축적자료수집부(135)를 통해 각각 수집된 예보데이터 및 축적데이터를 기하학적으로 평균하여 예측데이터를 생성하고, 생성된 예측데이터와 상기 감지데이터를 상호 비교하여 산불 발생 여부를 판단할 수 있다.In addition, the
저장수단(170)에는 센서데이터수집부(120)와 주변자료수집부(131), 예보자료수집부(133) 및 축적자료수집부(135)를 통해 수집된 각각의 기상관측 데이터가 좌표위치(GPS 정보)에 따른 시간대별로 저장될 수 있다.In the storage means 170, each of the weather observation data collected through the sensor
도 2와 같이 구성된 산불 감시 장치의 작동 과정을 도 3의 순서도를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.The operation of the forest fire monitoring device configured as shown in FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3.
먼저, 센서데이터수집부(120)는 산불 감시지점에 설치된 감시센서(110)로부터 온도, 습도 및 풍속 중 적어도 어느 하나의 기상관측 감지데이터를 주기적으로 수집한다(S11). 여기서, 수집되는 감지데이터는 아래 표 1과 같다.First, the sensor
표 1TABLE 1
주변자료수집부(131)는 감시지점의 주변에 대한 기상관측 주변데이터를 네트워크를 통해 외부의 데이터베이스(200)로부터 주기적으로 수집할 수 있다(S12). 주변데이터는 상기 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 기상관측 데이터일 수 있고, 주변데이터는 아래 수식 1과 같이 기하학적으로 평균화된 값일 수 있다.The surrounding
수식 1
여기서, a, b, c는 감시지점의 주변에 위치된 각 관측지점에서 측정한 주변데이터(온도, 습도 및 풍속 데이터)이고, t는 a, b, c의 기하학적 평균값이다. 기하평균은 산술평균에 비해 오차에 강하며, 데이터에 대한 무게 중심을 잡을 수 있는 특징이 있다.Here, a, b and c are ambient data (temperature, humidity and wind speed data) measured at each observation point located around the monitoring point, and t is a geometric mean value of a, b and c. The geometric mean is more error resistant than the arithmetic mean, and has a feature to grasp the center of gravity of the data.
이어, 예보자료수집부(133)는 감시지점에 대한 기상관측 예보데이터를 외부의 데이터베이스(200)로부터 주기적으로 수집할 수 있다(S13). 본 발명에서 외부 데이터베이스(200) 등에서 데이터를 수집할 때, 미리 설정된 기상청의 DB에 웹 접속하여 HTTP 프로토콜에 기반한 웹쿼리 발신한다. 이어, 외부 데이터베이스(200)로부터 웹 데이터가 수신되면, 웹 데이터를 표 1과 같은 시스템 분석용 데이터 포맷으로 변환하여 저장수단(170)에 저장한다. 만일, 네트워크를 통해 수신된 데이터가 압축되어 있을 경우에는 해당 수집부에서 압축을 해제(decoding)할 것이다.Subsequently, the forecast
그리고, 축적자료수집부(135)는 감시지점에 대한 축적된 다년간의 기상관측 축적데이터를 외부의 데이터베이스(200)로부터 수집할 수 있다(S14). In addition, the accumulated
중앙처리유닛(180)은 상기에서 수집된 주변데이터와 예보데이터 및 축적데이터를 이용하여 감지데이터와 각각 비교하고, 상기에서 비교한 결과 수집된 감지데이터가 상기 주변데이터와 예보데이터, 및 축적데이터 중 적어도 어느 하나의 값을 초과할 경우, 초과된 정도에 따라 산불 발생 상태를 단계적으로 판단할 수 있다(S15, S16).The
예컨대, 중앙처리유닛(180)은 감시지점에 대한 과거 10년동안 축적된 온도, 습도, 풍속데이터를 수집한 후 수집된 축적데이터를 기하학 평균을 통해 평균값을 구하고, 현재 감시지점에 대한 예보데이터와 축적데이터를 다시 기하학적 평균을 하여 예측데이터를 구할 수 있다.For example, the
이와 같이 구해진 예측데이터와 상기 감지데이터를 상호 비교하고, 상기에서 수집된 감지데이터와 주변데이터를 상호 비교하여 산불발생 상태를 단계적으로 판단할 수도 있다. 예를 들어, 중앙처리유닛(180)은 감시지점에 대한 감지데이터(온도)가 예측데이터(온도)보다 10% 이상 크고, 감지데이터가 1분간 10% 이상 증가할 때, 폭염 주의경보로 진단할 수 있고, 감지데이터가 예측데이터보다 20% 이상 크고, 감지데이터가 1분간 20% 이상 증가할 때, 폭염 주의경보와 화재 주의경보로 진단할 수 있고, 감지데이터가 예측데이터보다 30% 이상 크고, 감지데이터가 1분간 30% 이상 증가할 때, 폭염 경보 또는 화재 경보로 진단할 수 있고, 감지데이터가 주변데이터보다 30% 이상 클 때, 화재 경보 또는 장비 오류 주의경보로 진단할 수 있다.The predicted data and the sensed data obtained as described above may be compared with each other, and the sensed fire state may be determined step by step by comparing the collected sensed data with the surrounding data. For example, the
또한, 감지데이터(풍속)가 예측데이터(풍속)보다 100% 이상 클 때, 강풍 주의경보로 진단할 수 있고, 감지데이터가 예측데이터보다 200% 이상 클 때, 강풍 경보로 진단할 수 있고, 상기 상황에서 감지데이터(습도)가 10% 미만일 때, 화재 주의경보를 진단할 수 있다. 여기서, 주의경보 단계는 발생 확률이 33% 이상일 때이고, 경보 단계는 발생 확률이 66% 이상일 때를 의미한다.In addition, when the sensed data (wind speed) is 100% or more larger than the predicted data (wind speed), it can be diagnosed with a strong wind warning, and when the sensed data is 200% or more larger than the predicted data, it can be diagnosed with a strong wind alarm. In situations where the detected data (humidity) is less than 10%, a fire caution alarm can be diagnosed. Here, the caution alarm stage is when the probability of occurrence is 33% or more, and the alert stage is when the probability of occurrence is 66% or more.
중앙처리유닛(180)은 수집된 각종 데이터를 표시부(191)에 디스플레이하거나 분석 결과를 표시부(191)에 디스플레이할 수도 있다.The
그리고, 중앙처리유닛(180)은 분석한 화재발생 여부가 주의경보나 경보에 해당될 경우 경보발생부(195)를 통해 경보신호를 발생하거나 설정된 관리자의 이동통신단말기로 화재 긴급 메시지가 전송되도록 제어할 수도 있다.In addition, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 산불 감시 장치를 나타낸 도면으로서, 산불 감시 장치(100)는 카메라(140), 감시영상수신부(150), 외부영상수집부(161), 주변영상수집부(163), 학습영상생성부(165), 저장수단(170), 및 중앙처리유닛(180)을 포함하여 이루어져 있다.4 is a view showing a forest fire monitoring apparatus according to another embodiment of the present invention, the forest
카메라(140)는 감시하고자 하는 산의 정상부에 설치되어 산의 아랫 방향을 시야각으로 하여 세팅된다. 카메라(140)는 각도조절부(145)에 의해 일정 각도로 회전되도록 구성되는 적외선 카메라나 열감지 카메라일 수 있다.The
감시영상수신부(150)는 설정된 각도로 회전되는 카메라(140)를 통해, 상기 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 감시영상을 주기적으로 수신한다.The
외부영상수집부(161)는 산불 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 외부영상을 네트워크를 통해 외부의 데이터베이스(200)로부터 주기적으로 수집한다. 여기서, 외부영상은 위성과 레이더 및 항공기에서 획득한 위성영상, 레이더영상 및 구름사진 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The external
주변영상수집부(163)는 감시지점의 주변에 위치된 관측장비에서 각각 촬영된 주변영상을 외부의 데이터베이스(200)로부터 주기적으로 수집한다. 여기서, 주변영상수집부(163)는 상기 감시지점의 위치 및 감시지점과의 방위각 정보를 이용하여, 상기 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 주변영상을 수집할 수도 있다.The surrounding
학습영상생성부(165)는 감시지점에 대한 동일 시간대의 다수의 누적 영상을 처리 및 합성하여 정지된 이미지에 대한 학습영상을 생성한다.The
중앙처리유닛(180)은 상기 감시영상을, 상기에서 수집된 외부영상, 주변영상 및 학습영상 중 적어도 어느 하나의 에지(edge) 분석과 주파수 영역의 분석 및 히스토그램(histogram)의 분석을 통해 획득된 색상을 비교하여 산불발생 상태를 단계적으로 판단한다.The
또한, 중앙처리유닛(180)은 상기 감시영상과 학습영상을 비교하여 달라지는 영상 영역에 대한 에지의 색상, 상기 감시영상과 학습영상에 대한 주파수영역에서의 달라지는 영상에 대한 색상, 및 상기 감시영상과 외부영상 및 주변영상에 대한 히스토그램의 변화를 이용하여 산불 발생 상태를 단계적으로 판단할 수 있다.In addition, the
저장수단(170)에는 외부영상수집부(161)와 주변영상수집부(163) 및 감시영상수신부(150)를 통해 수집된 각각의 기상관측 영상이 좌표위치(GPS 정보)에 따른 시간대별로 저장될 수 있다. The
도 4와 같이 구성된 산불 감시 장치의 작동 과정을 도 5의 순서도와 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.The operation of the forest fire monitoring device configured as shown in FIG. 4 will be described below with reference to the flowchart of FIG. 5 and the accompanying drawings.
먼저, 외부영상수집부(161)는 산불 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 외부영상을 네트워크를 통해 외부의 데이터베이스(200)로부터 주기적으로 수집할 수 있다(S21). 여기서, 외부영상은 위성과 레이더 및 항공기에서 획득한 위성영상, 레이더영상 및 구름사진 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 외부의 데이터베이스(200)는 기상청 또는 그에 준하는 기관의 데이터베이스일 수 있으며, 외부영상은 현재 영상일 수도 있지만 15분 또는 30분 후의 예보 영상일 수도 있다.First, the external
위성영상의 경우 도 6과 같이 구름, 안개, 수증기 등을 알 수 있어 이에 대한 측정이 가능하다. 위성영상은 위성사진과 적외선 영상 등이 있을 수 있다. 그리고, 레이더 영상의 경우 도 7과 같이 수증기의 양을 측정할 수 있는 것으로, 예컨대 황색 이상에서는 강우 중(10mm/h)을 의미하므로, 산불 판단을 무효화한다.In the case of satellite images, as shown in FIG. 6, clouds, fog, water vapor, and the like can be measured. Satellite images may include satellite images and infrared images. In the case of the radar image, as shown in FIG. 7, the amount of water vapor can be measured. For example, in the case of yellow or more, it means the rainfall (10 mm / h), thereby invalidating the forest fire judgment.
상기에서 외부 데이터베이스(200)를 통해 외부영상을 수집할 때 감시지점의 위치정보(GPS 정보)와 외부영상과의 GPS 원점을 맞추어 수집하며, 외부영상 기준점에서 감시지점의 위치 기준, 예컨대 1km*1km 크기를 영상좌표로 환산하여 얻는다.When collecting the external image through the
또한, 주변영상수집부(163)는 감지지점의 주변에 위치된 관측장비에서 각각 촬영된 주변영상을 네트워크를 통해 외부의 데이터베이스(200)로부터 주기적으로 수집할 수 있다(S22). 여기서, 주변영상수집부(163)는 상기 감시지점의 위치 및 감시지점과의 방위각 정보를 이용하여, 상기 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 주변영상을 수집할 수도 있다. 즉, 현재 감시지점에 대한 위치정보(GPS)와 제1 주변관측소의 위치정보(GPS)로부터 방위각을 계산하여 제1 주변관측소의 촬영 영상을 수신하고, 현재 감시지점에 대한 위치정보와 제2 주변관측소의 위치정보로부터 방위각을 계산하여 제2 주변관측소의 촬영 영상을 수신하고, 현재 감시지점에 대한 위치정보와 제3 주변관측소의 위치정보로부터 방위각을 계산하여 제3 주변관측소의 촬영 영상을 수신할 수 있다.In addition, the peripheral
또한, 감시지점에 대한 동일 시간대의 다수의 누적 영상을 처리 및 합성하여 정지된 이미지에 대한 학습영상을 생성할 수 있다(S23). 예컨대, 이미지 상에 공간 선명화 필터를 적용한 후 이미지의 에지 검출 필터를 적용하여, 예컨대 10일치의 동일 시간대의 누적 영상을 합성한다(합성시 동일 데이터대역만 통과시킴). 또한, 이미지 상에 공간 선명화 필터를 적용한 후 이미지 상에 잡음 제거 필터를 적용하여, 예컨대 10일치의 동일시간대의 누적 영상을 합성한다(합성시 동일 데이터대역만 통과시킴). 이어, 상기 에지검출 누적 합성 영상과 잡음제거 누적 합성 영상을 다시 합성하여 정지된 이미지에 대한 학습영상을 생성할 수 있다. 이는 구름이나 안개 등을 제외한 고정된 피사체(산, 나무, 바위 등)의 윤곽을 획득하는 과정이다.In addition, a learning image of a still image may be generated by processing and synthesizing a plurality of cumulative images of the same time zone with respect to the monitoring point (S23). For example, a spatial sharpening filter is applied to an image, and then an edge detection filter of the image is applied to synthesize, for example, 10-day cumulative images of the same time zone (only when passing the same data band during synthesis). In addition, by applying a spatial sharpening filter on the image and then applying a noise canceling filter on the image, for example, a 10-day cumulative image of the same time period is synthesized (only when passing through the same data band). Subsequently, the edge detection cumulative composite image and the noise reduction cumulative composite image may be synthesized again to generate a learning image for the still image. This is a process of acquiring the outlines of fixed subjects (mountains, trees, rocks, etc.) except clouds and fog.
이어, 중앙처리유닛(180)은 도 8에 도시된 바와 같이, 각도조절부(145)를 제어하여 감시지점에 설치된 카메라(140)를 설정된 각도(90ㅀ)로 회전시키고, 감시영상수신부(150)를 통해 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 감시영상을 주기적으로 수신한다(S24). 이에 따라 중앙처리유닛(180)은 카메라(140)의 시야각에 따른 4개의 영상(0~90ㅀ, 90~180ㅀ, 180~270ㅀ, 270~360ㅀ)의 영상으로 얻어서, GPS 기준점의 위성 또는 항공 영상과 비교하는 전체 영상을 얻게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 8, the
중앙처리유닛(180)은 상기와 같이 수신된 감시영상을, 상기에서 수집된 외부영상, 주변영상 및 학습영상 중 적어도 어느 하나와 색상의 주파수 영역과 히스토그램 영역을 비교하여 산불발생 상태를 단계적으로 판단하게 된다(S25).The
상기(S25)에서 중앙처리유닛(180)은 감시영상과 학습영상의 영상 에지를 각각 검출하고, 검출된 각 에지를 비교하여 차분 영역을 획득하며, 획득된 차분 영역에 의해 나타나는 에지에 대한 색상을 검출한다. 그리고, 검출된 색상별 픽셀수에 따라 화재확률을 계산할 수 있다. 즉, 학습영상과 현재 감시영상에 대한 에지 검출 필터를 적용하여 에지를 검출하고, 검출된 에지 영상을 차분하여 서로 다른 에지에 대한 차분 영역을 획득하고, 차분 영역에 의해 나타나는 에지에 대한 색상을 검출한다. 검출된 에지 색상에서, 예컨대 적색 에지 6픽셀당 화재확률을 +1% 가산하고, 황색 에지 4픽셀당 화재확률을 +0.5% 가산하고, 흑색 에지 4픽셀당 화재확률을 +2% 가산할 수 있다.In S25, the
또한, 중앙처리유닛(180)은 상기 학습영상과 주변영상을 고속 푸리에 변환을 통해 주파수 영역으로 각각 변환하고, 상기 주파수 영역의 각 신호를 비교하여 차분 영상을 획득하며, 상기 차분 영상에 대해 고속 푸리에 역변환을 통해 차분 영상의 색상을 획득할 수 있다. 그리고, 상기에서 검출된 색상별 픽셀수에 따라 화재확률을 계산할 수 있다. 즉, 학습영상을 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 영상데이터를 획득하고, 현재 감시지점에 대한 주변영상(3개의 주변영상)도 고속 푸리에 변환을 수행한 후 주변영상과 학습영상을 차분하여 안개나 연기 등의 영상을 획득한다. 이어, 차분 영상에 대한 고속 푸리에 역변환을 하여 안개나 연기에 대한 영상을 획득한 후, 적색 6픽셀당 화재확률을 +1% 가산하고, 황색 4픽셀당 화재확률을 +0.5% 가산하고, 흑색 4픽셀당 화재확률을 +2% 가산할 수 있다.In addition, the
그리고, 중앙처리유닛(180)은 감시영상과 외부영상 및 주변영상에서 휘도성분에 대한 색상의 누적 수량을 나타내는 히스토그램을 도 9a와 같이 각각 추출하고, 추출된 감시영상을 외부영상 및 주변영상의 히스토그램과 각각 비교하여 도 9b와 같은 흰색 분포량에 따라 화재 발생 확률을 계산하게 된다. 여기서, 히스토그램은 이미지의 어두운 곳에서 밝은 부분까지의 픽셀 분포를 나타내는 것으로, 왼쪽 끝이 0(black)이고 오른쪽 끝이 255(white)이다. 만일 이미지가 흰구름 등으로 인해 밝을 경우 도 9b와 같이 픽셀 분포(까만색 부분)가 오른쪽으로 치중되어 있을 것이다.In addition, the
따라서, 중앙처리유닛(180)은 현재 감시영상에서 얻어진 흰색 히스토그램이 주변영상 발생 확률과 외부영상 발생 확률을 10%이상 넘어설 때, 화재발생 확률을 +1% 가산하고, 현재 감시영상에서 얻어진 회색 히스토그램이 주변영상 발생 확률과 외부영상 발생 확률을 10%이상 넘어설 때, 화재발생 확률을 +2% 가산한다. 상기 에지에 대한 색상과 주파수 영역에서의 색상 및 히스토그램 분석을 통해 얻어진 화재 발생에 대한 판독 결과가 25%를 넘으면, 화재 주의경보(화재발생 확률 33%)를 예보하고, 상기 과정을 통해서 얻어진 화재 발생에 대한 판독 결과가 50%를 넘으면, 화재 경보(화재발생 확률 66%)를 예보한다. 중앙처리유닛(180)은 분석한 화재발생 여부가 주의경보나 경보에 해당될 경우 경보발생부(195)를 통해 경보신호를 발생하거나 설정된 관리자의 이동통신단말기로 화재 긴급 메시지가 전송되도록 제어할 수도 있다.Therefore, when the white histogram obtained from the current surveillance image exceeds 10% or more of the surrounding image occurrence probability and the external image occurrence probability, the
즉, 본 발명에서는 기상청 및 그에 준하는 기관에서 수집된 기상관측 자료와, 기상관측으로 축적된 데이터베이스 및 현재 감시지점에서 얻어지는 센서데이터를 조합하여 현 지점의 예측된 날씨와 수집된 정보를 비교한 후, 인공위성 또는 항공사진으로부터 얻어지는 실시간 지상 사진을 분석한 데이터와 카메라 등의 영상 획득 시스템을 통하여 얻어진 현 지점의 영상데이터를 분석하여, 측정하고자 하는 지점에 대한 산불 등을 보다 정확하게 관측 및 예보할 수 있다.That is, in the present invention, the weather forecast data collected by the Korea Meteorological Administration and its corresponding institutions, the database accumulated by meteorological observations, and sensor data obtained from the current monitoring point are combined to compare the predicted weather and the collected information of the current point, By analyzing the real-time ground image obtained from satellites or aerial photographs and the image data of the current point obtained through the image acquisition system such as a camera, it is possible to more accurately observe and forecast the forest fires to be measured.
한편, 산불 감시 장치(100)는 판독된 모든 데이터를 압축한 후, 도 10과 같이 네트워크를 통해 산불발생 여부에 대한 데이터와 함께 관제소(300)로 발송할 수 있다. 이를 위해 산불 감시 장치(100)는 소정의 영상처리부를 통해 수집된 감시데이터(온도, 습도, 풍속, 시간 등)를 영상데이터에 기록(overlay)하고, 영상 데이터에 자연재해 발생 여부를 판단한 데이터를 기록하고, 데이터가 기록된 영상에 대해 압축한 후 해당 압축 데이터를 네트워크를 통해 관제소(300)로 전송한다.On the other hand, after the forest
관제소(300)에서는 화재발생 판단 결과가 주의경보 단계 이상일 경우 알람신호를 발생함과 아울러 단계별 다른 표시(화면, 경보등)를 통해 관리자가 긴급 상황을 쉽게 알 수 있도록 한다. 그리고, 관제소에서는, 예컨대 경보 단계에서는 상황 발생 10초 후 설정된 관리자에게 문자, 이메일, 음성이 전송되도록 제어할 수 있고, 주의경보 단계에서는 상황 발생 1분 후, 문자, 이메일, 음성이 해당 관리자에게 전송되도록 제어할 수 있다.The control station 300 generates an alarm signal when the fire occurrence determination result is more than the caution alarm stage, and also enables the administrator to easily know the emergency situation through different display (screen, alarm, etc.) at each step. In the control station, for example, in the alarm phase, text, email, and voice can be controlled to be transmitted to the
상술한 바와 같이 본 발명은 관리하고자 하는 산 정상부에 영상장비(카메라) 등을 설치하고 그 촬상되는 영상과 카메라의 각도를 중앙처리유닛(180)으로 보고하며, 중앙처리유닛(180)에서는 촬상 영상을 분석하여 산불로 판정되면 산불 위치를 표시부(191)를 통해 영상으로 보여줌과 동시에 자동으로 경보발생부(195)를 통해 경보음을 발생하여 관리자가 산불 위치 및 산불 여부를 정확히 인지토록 해주어 산불로 인한 피해를 최소화할 수 있다. 또한, 수집된 각종 정보를 종합 분석함에 따라 산불 판독 능력이 우수하여 무인으로도 산불 감시가 가능하다.As described above, the present invention installs an imaging device (camera) on the mountain top to be managed and reports the captured image and the angle of the camera to the
본 발명에 의한 산불 감시는 기상관측 데이터와 관측영상의 결과를 모두 조합하여 분석될 수도 있지만, 기상관측 데이터와 관측영상 각각을 이용하여 화재발생 여부를 예측할 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 기상관측 데이터와 관측영상 각각을 이용하여 화재발생 여부를 분석하는 방식에 대해 설명하였다. 물론, 기상관측 데이터를 이용한 화재발생 감시 결과와 관측영상을 이용한 화재발생 감시 결과를 조합하여 분석할 경우 화재발생 여부에 대한 분석이 보다 정확해질 수 있음은 당연하다.Forest fire monitoring according to the present invention may be analyzed by combining both the weather observation data and the results of the observation image, it is also possible to predict whether a fire occurs using the weather observation data and each observation image. In the embodiment of the present invention, a method of analyzing the occurrence of a fire by using meteorological observation data and the observed image was described. Of course, the analysis of fire occurrence monitoring results using meteorological observation data and fire occurrence monitoring results using observation images may be more accurate.
상기와 같은 산불 감시는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
Such forest fire monitoring is not limited to the configuration and manner of operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.
100: 산불 감시 장치 110: 감시센서
120: 센서데이터수집부 131: 주변자료수집부
133: 예보자료수집부 135: 축적자료수집부
140: 카메라 150: 감시영상수신부
161: 외부영상수집부 163: 주변영상수집부
165: 학습영상생성부 170: 저장수단
180: 중앙처리유닛100: forest fire monitoring device 110: monitoring sensor
120: sensor data collector 131: peripheral data collector
133: forecast data collector 135: accumulated data collector
140: camera 150: surveillance video receiver
161: external image collecting unit 163: peripheral image collecting unit
165: learning image generation unit 170: storage means
180: central processing unit
Claims (16)
상기 감시지점의 주변에 대한 기상관측 주변데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 주변자료수집부;
상기 감시지점에 대한 기상관측 예보데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 예보자료수집부;
상기 감시지점에 대한 축적된 다년간의 기상관측 축적데이터를 외부의 데이터베이스로부터 수집하는 축적자료수집부; 및
상기 센서데이터수집부와 주변자료수집부, 예보자료수집부 및 축적자료수집부를 통해 수집된 기상관측 데이터를 각각 비교하고, 상기 센서데이터수집부를 통해 수집된 감지데이터가 상기 주변자료수집부와 예보자료수집부, 및 축적자료수집부 중 적어도 어느 하나를 통해 수집된 기상관측 데이터의 값을 초과할 경우 설정된 초과범위에 따라 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하는 중앙처리유닛;을 포함하는 정보분석형 산불 감시 장치.
A sensor data collection unit for periodically collecting at least one meteorological observation data of a temperature, humidity, and wind speed of a forest fire monitoring point;
Peripheral data collection unit for collecting the weather observation peripheral data for the surroundings of the monitoring point periodically from an external database;
Forecast data collection unit for collecting the weather observation forecast data for the monitoring point periodically from an external database;
An accumulation data collection unit for collecting accumulated years of meteorological observation accumulated data for the monitoring point from an external database; And
The weather data collected through the sensor data collector, the peripheral data collector, the forecast data collector, and the accumulated data collector are compared, respectively, and the sensed data collected by the sensor data collector is the peripheral data collector and the forecast data. Information processing type forest monitoring including; central processing unit for judging the state of occurrence of fire in accordance with the set excess range when the value of the meteorological observation data collected through at least one of the collection unit and the accumulated data collection unit; Device.
상기 주변자료수집부는 상기 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 주변데이터를 수집하여 기하학적으로 평균하는 정보분석형 산불 감시 장치.
The method according to claim 1,
And the peripheral data collection unit collects peripheral data of at least three surroundings around the monitoring point and geometrically averages them.
상기 중앙처리유닛은 상기 예보자료수집부와 축적자료수집부를 통해 각각 수집된 예보데이터 및 축적데이터를 기하학적으로 평균하여 예측데이터를 생성하고, 생성된 예측데이터와 상기 감지데이터를 상호 비교하여 산불 발생 여부를 판단하는 정보분석형 산불 감시 장치.
The method according to claim 1,
The central processing unit generates prediction data by geometrically averaging forecast data and accumulated data collected through the forecast data collection unit and the accumulated data collection unit, and compares the generated prediction data with the sensed data to determine whether a forest fire occurs. Information analysis forest fire monitoring device to determine the.
상기 외부의 데이터베이스는 기상청 또는 그에 준하는 기관의 기상관측 데이터베이스인 정보분석형 산불 감시 장치.
The method according to claim 1,
And said external database is a meteorological observation database of the Meteorological Administration or its equivalent.
상기 감시지점의 주변에 대한 기상관측 주변데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 제2 단계;
상기 감시지점에 대한 기상관측 예보데이터를 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 제3 단계;
상기 감시지점에 대한 축적된 다년간의 기상관측 축적데이터를 외부의 데이터베이스로부터 수집하는 제4 단계;
상기에서 수집된 주변데이터와 예보데이터 및 축적데이터를 이용하여 감지데이터와 각각 비교하는 제5 단계; 및
상기에서 비교한 결과, 수집된 감지데이터의 값이 상기 주변데이터와 예보데이터, 및 축적데이터 중 적어도 어느 하나의 값을 초과할 경우, 초과된 정도에 따라 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하는 제6 단계;를 포함하는 정보분석형 산불 감시 방법.
Periodically collecting weather detection data of at least one of temperature, humidity, and wind speed at a forest fire monitoring point;
A second step of periodically collecting meteorological observation data on the periphery of the monitoring point from an external database;
A third step of periodically collecting meteorological forecast data for the monitoring point from an external database;
A fourth step of collecting accumulated multi-year meteorological observation accumulated data for the monitoring point from an external database;
A fifth step of comparing the detected data with the sensed data by using the collected ambient data, forecast data and accumulated data; And
A sixth step of judging a wildfire occurrence state according to the degree of excess when the value of the collected sensing data exceeds at least one of the surrounding data, the forecast data, and the accumulated data as a result of the comparison; Information analysis forest fire monitoring method comprising a.
상기 제2 단계에서 주변데이터는 상기 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 기상관측 데이터가 기하학적으로 평균화된 값인 정보분석형 산불 감시 방법.
The method according to claim 5,
In the second step, the surrounding data is an information analysis forest fire monitoring method of the geometrically averaged value of the weather observation data for at least three places around the monitoring point.
상기 제5 단계는, 상기에서 수집된 예보데이터 및 축적데이터를 기하학적으로 평균하여 예측데이터를 생성하고, 생성된 예측데이터와 상기 감지데이터를 상호 비교하는 단계; 및 상기에서 수집된 감지데이터와 주변데이터를 상호 비교하는 단계;를 포함하는 정보분석형 산불 감시 방법.
The method according to claim 5,
The fifth step may include generating prediction data by geometrically averaging the collected forecast data and accumulated data, and comparing the generated prediction data with the sensed data; And comparing the sensed data collected from the collected data and surrounding data with each other.
상기 감시지점의 주변에 위치된 관측장비에서 각각 촬영된 주변영상을 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 주변영상수집부;
상기 감시지점에 대한 동일 시간대의 다수의 누적 영상을 처리 및 합성하여 정지된 이미지에 대한 학습영상을 생성하는 학습영상생성부;
설정된 각도로 회전되는 카메라를 통해, 상기 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 감시영상을 주기적으로 수신하는 감시영상수신부; 및
상기 감시영상을, 상기에서 수집된 외부영상, 주변영상 및 학습영상 중 적어도 어느 하나와 색상의 주파수 영역과 히스토그램 영역을 비교하여 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하는 중앙처리유닛;을 포함하는 정보분석형 산불 감시 장치.
An external image collecting unit periodically collecting at least one external image of a forest fire monitoring point from an external database;
Peripheral image collecting unit for periodically collecting the peripheral image photographed by each of the observation equipment located in the vicinity of the monitoring point from an external database;
A learning image generation unit for processing and combining a plurality of cumulative images of the same time zone with respect to the monitoring point to generate a learning image for the still image;
A surveillance image receiver configured to periodically receive at least one surveillance image of the surveillance point through a camera rotated at a set angle; And
And a central processing unit for judging a state of occurrence of forest fire by comparing the surveillance image with at least one of the collected external image, surrounding image, and learning image with a frequency region and a histogram region of color. Forest fire monitoring device.
상기 주변영상수집부는 상기 감시지점의 위치 및 감시지점과의 방위각 정보를 이용하여, 상기 감시지점을 중심으로 적어도 주변 3곳에 대한 주변영상을 수집하는 정보분석형 산불 감시 장치.
The method according to claim 8,
And the surrounding image collecting unit collects surrounding images of at least three surroundings based on the monitoring point by using the position of the monitoring point and azimuth information with the monitoring point.
상기 외부영상은 위성과 레이더 및 항공기에서 획득한 위성영상, 레이더영상 및 구름사진 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보분석형 산불 감시 장치.
The method according to claim 8,
The external image is an information analysis forest fire monitoring device comprising at least one of a satellite image, radar, and satellite image obtained from the aircraft, radar image and cloud image.
상기 중앙처리유닛은 상기 감시영상과 학습영상을 비교하여 달라지는 영상 영역에 대한 에지의 색상, 상기 감시영상과 학습영상에 대한 주파수영역에서의 달라지는 영상에 대한 색상, 및 상기 감시영상과 외부영상 및 주변영상에 대한 히스토그램의 변화를 이용하여 산불 발생 상태를 단계적으로 판단하는 정보분석형 산불 감시 장치.
The method according to claim 8,
The central processing unit compares the surveillance image and the learning image, the color of the edge of the image area that is different, the color of the image that is changed in the frequency domain of the surveillance image and the learning image, and the surveillance image, the external image, and the surroundings. An information analysis forest fire monitoring device that uses a change in the histogram of an image to determine a forest fire step by step.
상기 감시지점의 주변에 위치된 관측장비에서 각각 촬영된 주변영상을 외부의 데이터베이스로부터 주기적으로 수집하는 제2 단계;
상기 감시지점에 대한 동일 시간대의 다수의 누적 영상을 처리 및 합성하여 정지된 이미지의 학습영상을 생성하는 제3 단계;
설정된 각도로 회전되는 카메라를 통해, 상기 감시지점에 대한 적어도 하나 이상의 감시영상을 주기적으로 수신하는 제4 단계; 및
상기 감시영상을, 상기에서 수집된 외부영상, 주변영상 및 학습영상 중 적어도 어느 하나의 에지 분석과 주파수 영역의 분석 및 히스토그램의 분석을 통해 획득된 색상을 비교하여 산불발생 상태를 단계적으로 판단하는 제5 단계;를 포함하는 정보분석형 산불 감시 방법.
Periodically collecting at least one external image of a forest fire monitoring point from an external database;
A second step of periodically collecting the surrounding images photographed by the observation equipment located around the monitoring point from an external database;
Generating a learning image of a still image by processing and synthesizing a plurality of cumulative images of the same time zone with respect to the monitoring point;
A fourth step of periodically receiving at least one surveillance image of the surveillance point through the camera rotated at a set angle; And
A step of judging a wildfire occurrence state by comparing the surveillance image with colors acquired through edge analysis, frequency domain analysis, and histogram analysis of at least one of the collected external image, surrounding image, and learning image; Information analysis type fire monitoring method comprising;
상기 제1 단계에서의 외부영상은 위성과 레이더 및 항공기에서 획득한 위성영상, 레이더영상 및 구름사진 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보분석형 산불 감시 방법.
The method of claim 12,
The external image in the first step is an information analysis forest fire monitoring method comprising at least one of satellite, radar, and satellite image, radar image and cloud photograph obtained from the aircraft.
상기 제5 단계는, 상기 감시영상과 학습영상의 영상 에지를 각각 검출하는 단계; 상기에서 검출된 각 에지를 비교하여 차분 영역을 획득하는 단계; 상기 차분 영역에 의해 나타나는 에지에 대한 색상을 검출하는 단계; 및 상기에서 검출된 색상별 픽셀수에 따라 화재확률을 계산하는 단계;를 포함하는 정보분석형 산불 감시 방법.
The method of claim 12,
The fifth step may include detecting image edges of the surveillance image and the training image, respectively; Comparing each detected edge to obtain a difference region; Detecting a color for the edge represented by the difference region; And calculating a fire probability according to the number of pixels for each color detected.
상기 제5 단계는, 상기 학습영상과 주변영상을 고속 푸리에 변환을 통해 주파수 영역으로 각각 변환하는 단계; 상기 주파수 영역의 각 신호를 비교하여 차분 영상을 획득하는 단계; 상기 차분 영상에 대해 고속 푸리에 역변환을 통해 차분 영상의 색상을 획득하는 단계; 및 상기에서 검출된 색상별 픽셀수에 따라 화재확률을 계산하는 단계;를 포함하는 정보분석형 산불 감시 방법.
The method of claim 12,
The fifth step may include converting the learning image and the surrounding image into a frequency domain through fast Fourier transform; Comparing the respective signals in the frequency domain to obtain a differential image; Acquiring a color of the difference image through a fast Fourier inverse transform on the difference image; And calculating a fire probability according to the number of pixels for each color detected in the above.
상기 제5 단계는, 상기 감시영상과 외부영상 및 주변영상에서 휘도성분에 대한 색상의 누적 수량을 나타내는 히스토그램을 각각 추출하는 단계; 및 상기 감시영상의 히스토그램을 외부영상과 주변영상 중 적어도 어느 하나의 히스토그램과 각각 비교하여 흰색 분포량에 따라 화재 발생 확률을 계산하는 단계;를 포함하는 정보분석형 산불 감시 방법.The method of claim 12,
The fifth step may include extracting histograms representing cumulative quantities of colors of luminance components in the surveillance image, the external image, and the surrounding image, respectively; And comparing the histogram of the surveillance image with at least one histogram of an external image and an ambient image, respectively, and calculating a fire occurrence probability according to a white distribution amount.
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