2012年3月18日下午，云南省易門縣境內(nèi)發(fā)生森林火災(zāi)，19日火災(zāi)蔓延至昆明境內(nèi)。此場(chǎng)火災(zāi)火勢(shì)較強(qiáng)，火勢(shì)蔓延速度較快，預(yù)計(jì)損失慘重。據(jù)調(diào)查，此次疑為電力施工人員亂丟煙頭所致。
2017年10月，美國(guó)西海岸正在遭遇歷史上最嚴(yán)重的森林火災(zāi)，加利福尼亞州、俄勒岡州和華盛頓州已有3000多萬畝，20000多平方公里的森林過火，至少33人被燒死，6000多棟房屋被燒毀。整個(gè)西海岸濃煙滾滾，三個(gè)州大部分地區(qū)都被煙塵覆蓋，天空也變成了血紅色或橙色。
2019年3月30日18時(shí)許，四川省涼山州木里縣雅礱江鎮(zhèn)立爾村發(fā)生森林火災(zāi)，著火點(diǎn)在海拔3800米左右，地形復(fù)雜、坡陡谷深，交通、通訊不便 。截至2019年4月4日15時(shí)15分，這次森林火災(zāi)已確認(rèn)遇難31人 。4月5日，火災(zāi)確認(rèn)為雷擊火，整個(gè)火場(chǎng)得到全面控制，已無蔓延危險(xiǎn)，火場(chǎng)總過火面積約20公頃，經(jīng)前方指揮部研判，決定銷號(hào)。 4月7日，四川涼山木里火場(chǎng)出現(xiàn)復(fù)燃，越西縣、冕寧縣發(fā)生森林火災(zāi)。
2020年3月30日下午，西昌市瀘山突發(fā)森林大火，18名撲火隊(duì)員和1名向?qū)Р恍矣鲭y。截至31日零時(shí)，過火面積1000公頃左右，毀壞面積初步估算80公頃左右。
2019年7月開始燃燒的澳大利亞森林山火，山火燒毀考拉80%的自然棲息地，超2萬只考拉死亡；
5億多只鳥類和其他動(dòng)物喪生；
山火過火面積超過5.25萬平方公里；
澳洲多地溫度連續(xù)多天40℃以上，甚至接近50℃；
死亡人數(shù)上升至27人……
然而，由“星星之火”逐步發(fā)展成熊熊的彌天大火，這樣的實(shí)力屢見不鮮。一場(chǎng)災(zāi)難給人帶來的除了傷痛還有啟示。那么，這場(chǎng)災(zāi)難及類似事件人們又能從中得到什么樣的啟示？顯然，森林防火如靠單純監(jiān)控、簡(jiǎn)單的人防是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。對(duì)于安防來說，森林防火應(yīng)用紅外熱像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，做到早知道、早預(yù)防、早撲滅。以下是根據(jù)森林火災(zāi)的特點(diǎn)分析關(guān)于紅外熱成像技術(shù)在森林防火中的特點(diǎn)及應(yīng)用。
森林火災(zāi)是世界性的難題
世界森林面積達(dá)到40公頃，全球森林覆蓋率平均為31.7%。森林火災(zāi)是林業(yè)重要的災(zāi)害之一。森林防火也是世界難以攻破的難題，森林火災(zāi)具有突發(fā)性、災(zāi)害發(fā)生的隨機(jī)性、短時(shí)間造成巨大損失的特點(diǎn)，從而一旦發(fā)生森林火災(zāi)，必須以極快的速度采取撲救措施，而在面對(duì)森林火災(zāi)時(shí)貫徹的則是“預(yù)防為主，積極撲救”的方針。森林防火的重點(diǎn)就是在這兩個(gè)字上“防”與“救”。做好這兩個(gè)字，森林火災(zāi)所造成危害將會(huì)減小很多。
目前應(yīng)用技術(shù)的劣勢(shì)
針對(duì)“防”，一般目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)。主要是基于傳感器的檢測(cè)，而在現(xiàn)有的各種火災(zāi)報(bào)警和消防監(jiān)控設(shè)備中，大多數(shù)場(chǎng)所的火災(zāi)檢測(cè)，都采用常規(guī)的火災(zāi)探測(cè)的方法，其性能優(yōu)劣直接會(huì)影響火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的準(zhǔn)確度和可靠性，例如感煙、感溫、感光探測(cè)器，它們分別利用火焰的煙霧、溫度、光的特性來對(duì)火災(zāi)進(jìn)行探測(cè)。在大面積森林應(yīng)用中，傳感器由于空間距離大，信號(hào)變得十分微弱。大空間使得普通的感煙、感溫火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)都無法迅速采集火災(zāi)發(fā)出的煙溫變化信息，即使是高精度的傳感器也會(huì)由于種種噪聲干擾而無法正常工作，導(dǎo)致火情誤報(bào)或錯(cuò)報(bào)，無法滿足森林火災(zāi)的及時(shí)檢測(cè)需求。上述總結(jié)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)雖能應(yīng)對(duì)簡(jiǎn)單的森林防火但缺乏全面、高效、不抗干擾等諸多劣勢(shì)。而利用紅外熱成像技術(shù)則彌補(bǔ)了這些缺陷。
除了預(yù)防性措施外，減少森林火災(zāi)損失的唯一有效方法是早期探測(cè)、快速反應(yīng)。因此人們做了大量的努力以獲得早期的森林火災(zāi)探測(cè)，以往較多的是依賴于人工監(jiān)視。通常人員會(huì)在觀測(cè)塔進(jìn)行24小時(shí)的人工監(jiān)視。監(jiān)視人員往往僅裝備一些標(biāo)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡、通訊設(shè)備，人工觀測(cè)區(qū)域起絕于事業(yè)覆蓋的面積。
森林或草原等野外火災(zāi)預(yù)警技術(shù)主要包括幾類技術(shù)：
第一，基于視頻分析為主的探測(cè)技術(shù)，例如FireWatch應(yīng)用特定波段的攝像機(jī)獲取視頻圖像并進(jìn)行分析，所用特定波段視頻對(duì)森林的煙霧有著更好的反應(yīng)；
第二，目前在中國(guó)用的比較多的熱成像探測(cè)技術(shù)（一般采用7~14um熱像儀），主要包括采用熱像儀的灰度級(jí)或者直接的溫度值，并配合圖像分析技術(shù)，進(jìn)行煙、火的探測(cè)分析；
第三，采用多光譜遙感雷達(dá)大范圍預(yù)警監(jiān)控技術(shù)，該系統(tǒng)應(yīng)用了遙感技術(shù)原理，將對(duì)360o場(chǎng)景的掃描轉(zhuǎn)換為水平和垂直兩個(gè)自由度光學(xué)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過逐點(diǎn)的方法對(duì)范圍內(nèi)每個(gè)點(diǎn)的火災(zāi)特征光譜進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)警監(jiān)控，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和靈敏度；
第四，分布無線傳感網(wǎng)絡(luò)探測(cè)技術(shù)，目前處于研究階段，由于野外環(huán)境惡劣，風(fēng)吹日曬，所以對(duì)傳感器的要求較高，還沒有成功地產(chǎn)品。不過從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，分布傳感網(wǎng)絡(luò)探測(cè)技術(shù)會(huì)是一種有效可行的解決方案。
以上技術(shù)類型中，
第一種技術(shù)特定視頻分析的技術(shù)存在明顯的弱點(diǎn)，包括遠(yuǎn)距離條件下的探測(cè)、夜晚探測(cè)等，因此逐漸只能起到輔助作用。
第二種熱成像/可見光雙視探測(cè)技術(shù)，則存在明顯的技術(shù)參差不齊的情況，探測(cè)效能受環(huán)境影響很大，誤報(bào)率高。
目前我們研究應(yīng)用的多光譜遙感雷達(dá)技術(shù)配合視頻分析監(jiān)控技術(shù)，所形成的系統(tǒng)的探測(cè)能力至少是熱成像/可見光雙視探測(cè)技術(shù)2倍以上，應(yīng)該更高，防誤報(bào)的能力也更強(qiáng)。
LAFWS先進(jìn)大范圍火災(zāi)預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)由多光譜遙感大范圍火災(zāi)預(yù)警監(jiān)控裝置、分布智能火災(zāi)預(yù)警分析服務(wù)子站、中大型云臺(tái)一體化熱像測(cè)溫/可視雙視預(yù)警探測(cè)器或攝像機(jī)，無線傳輸子系統(tǒng)、電源子系統(tǒng)、防雷子系統(tǒng)、氣候環(huán)境傳感器子系統(tǒng)和鐵塔組成，監(jiān)控中心設(shè)置中央監(jiān)控管理平臺(tái)，向指揮調(diào)度人員提供全面的、可操作的現(xiàn)場(chǎng)信息。本系統(tǒng)集成了多光譜和圖像探測(cè)兩種技術(shù)，系統(tǒng)早期預(yù)警效果更好。
紅外熱成像技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用
紅外熱成像技術(shù)是一種通過光電轉(zhuǎn)換、電信號(hào)處理等手段，將目標(biāo)物體的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像的高科技產(chǎn)品。在國(guó)外，紅外熱像儀已廣泛應(yīng)用于安全防范系統(tǒng)中，成為安全監(jiān)控系統(tǒng)中的明星。而在國(guó)內(nèi)，現(xiàn)階段也在迅速發(fā)展，但應(yīng)用并不全面。由于紅外熱像儀具有隱蔽式探測(cè)功能，因?yàn)闆]有光的需要，所以省去了制造可見光的費(fèi)用，入侵者甚至無法知道他們正在被監(jiān)視。而且具有穿透煙、霧、雨水、煙云等惡劣情況持續(xù)工作。
系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
1)預(yù)警探測(cè)能力更強(qiáng)、更快、更高
基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)，探測(cè)靈敏度可達(dá)0.12m2@1km距離，即便與100mm熱像儀的理論探測(cè)靈敏度比較，也高約1.5倍以上。預(yù)警雷達(dá)的有效探測(cè)距離可以達(dá)到熱成像的2倍以上。預(yù)警雷達(dá)每一個(gè)360o全景掃描僅需要3分鐘左右，是熱成像/可見光雙視探測(cè)系統(tǒng)的2~6倍或以上。
2)預(yù)警探測(cè)的可靠性更高
基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)，由于采用了火災(zāi)的特定響應(yīng)波段，并且通過多光譜比較，還可以通過精準(zhǔn)的點(diǎn)/區(qū)屏蔽（主要是針對(duì)城市區(qū)域，可能有煙囪等熱源的情況），從而保證了探測(cè)的可靠性更高，避免或減少誤報(bào)警的出現(xiàn)。
3)預(yù)警探測(cè)的定位能力更強(qiáng)
基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)可以提供更精確的極坐標(biāo)系的坐標(biāo)數(shù)值，便于監(jiān)控管理平臺(tái)和3D信息化管理平臺(tái)轉(zhuǎn)換為更精確的3D地圖坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精確標(biāo)示。
而針對(duì)森林防火，紅外熱成像技術(shù)呈現(xiàn)出的三方面優(yōu)點(diǎn)：
1、防火監(jiān)控
基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控使用外，還可以作為有效防火報(bào)警設(shè)備，在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源，用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。而應(yīng)用基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，做到早知道、早預(yù)防、早撲滅。
采用先進(jìn)基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)，用高科技手段來加強(qiáng)森林防火工作，在最短的時(shí)間內(nèi)作出決策和調(diào)度，從而為森林滅火贏得寶貴時(shí)間，最大限度地減少損失是森林防火管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，尤其是森林火災(zāi)的情況下，火焰產(chǎn)生的煙霧很大，往往遮蓋了真正的著火點(diǎn)，以及火災(zāi)的蔓延趨勢(shì)?；诙喙庾V遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)的儀器有很強(qiáng)的穿透煙霧的能力，可有效地發(fā)現(xiàn)真正的著火點(diǎn)，以及火災(zāi)的蔓延趨勢(shì)。
2、偽裝及隱蔽目標(biāo)的識(shí)別
普通的偽裝是以防可見光觀測(cè)為主。一般犯罪分子作案通常隱蔽在草叢及樹林中，這時(shí)如果采用可見光的觀察方式，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯(cuò)覺，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷?；诙喙庾V遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)是被動(dòng)接受目標(biāo)自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠(yuǎn)大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。另外，一般人員也不了解避開紅外監(jiān)視的方法。因此基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)在識(shí)別偽裝及隱蔽目標(biāo)這方面的效果明顯。同時(shí)，森林火災(zāi)在地面火被撲滅的情況下，在地下往往還隱藏著地下火，因此，經(jīng)常會(huì)死灰復(fù)燃。基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)可通過監(jiān)控火災(zāi)后森林地表的溫度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地表溫度的異常，確定地下火可能存在的地點(diǎn)。
3、夜間以及惡劣氣候條件下的森林防火
由于基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)在觀察、識(shí)別目標(biāo)方面有著眾多的優(yōu)點(diǎn)，所以夜間及惡劣氣候條件下也可使用于森林防火的應(yīng)用。
森林防火是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，自然災(zāi)害雖不可避免，但是人為縱火或監(jiān)管不到位是可以靠?jī)x器和加強(qiáng)監(jiān)管去避免的。基于多光譜遙感雷達(dá)的森林預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)可以利用自身優(yōu)點(diǎn)在對(duì)森林防火工作做出正確的判斷，也可以根據(jù)火情是否發(fā)生去采取措施。它彌補(bǔ)了單純靠視頻監(jiān)控和人防的不足。
聯(lián)系客服
