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现代建设 Modern Construction
现代物业·新建设 2012年第11卷第9期
员的人身安全也会受到威胁；空中巡航的方法比较具有优
势，该方法的优点是巡护视野宽阔、速度迅速、观察全
面、机动性强等特点，但是在恶劣天气条件下该方法就不
能够发挥其具有的优势，如夜间、阴天、下雨、下雪大风
2 火灾检测预警现状分析 一直以来，森林火灾都威胁着森林生态系统，给人类 带来巨大经济损失。国内外对于森林防火的重视程度也是 高于其他自然灾害的。森林火灾主要是由森林局部气候干 燥和易燃物自燃引起，森林火灾的对流性很强，对树木的 危害程度严重，可以使70%至100%的林木被烧死，同时对 当地的生态环境也造成极大程度的破坏；森林火灾具有燃 烧周期长、损害面积大、损害强度大、经济损失严重等特 点；且森林火灾的影响因素条件受可燃物种、火灾环境、 火灾地形、气象条件等因数的影响，人工预测和人工发觉 都具有一定的难度。 目前国内森林防火主要采取的防护措施有地面巡护、 塔台观测、空中巡航、卫星监测等手段。目前国内森林防 火采取的主要防护措施比较单一，与当前的高新技术联系 不够紧密，如地面巡护受地形、地貌、环境等多方面因素 限制，从而导致地面巡护的人力资源投入过大，且由于地 面巡护个人的视野狭窄，导致地面巡护的森林面积相对较 少，交通不够便利的偏远山区鲜有巡护；塔台观测主要针 对偏远林区，但有一定的地域限制，如观察效果受到观测 塔台的地理位置及周边地形的影响，有观察死角和观察空 白区，如果在大雾天气发生火灾则很难被观测到，所以塔 台观测森林火灾的准确率比较低，且误差大，塔台观测人
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森林火灾检测预警系统初步研究
林宏 强振平 鲁宁 （西南林业大学计算机与信息学院，云南 昆明 650224）
摘 要：森林火灾预警是灾害预警系统的主要组成部分，也是区域森林资源预警系统的重要组成部分。森林火灾检测 预警主要包括森林火险的预测预报、火灾发生和林火行为的检测预警。通过分析国内外森林防火与火灾检测预警的发 展现状，针对数字监控视频，采用数字图像处理及模式识别的方法，对森林火灾发生时的图像进行分析和识别。在识 别方法中增加了基于视频对林火烟云进行检测的步骤，力图在火灾初期发出预警，降低火灾损失。
况、森林特性、地貌地形和社会因素。
目前，我国通行的火险预警模型主要有“国家标准
法”和“综合指标法”，前者是林业部防火办1990年10月
颁布的全国森林火险等级标准，后者是王正非在聂切洛夫
（Hesterov）综合指标法基础上改进的。“综合指标法”
通过对大样本历史火情、火灾资料和同期气象数据的对比
分析，引入模糊集概念，探讨各种气象要素影响林火发生
关键词：视频监测；森林火灾；检测预警；特征分析
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）09-0033-03
1 森林火灾检测文献综述 在各种各样的自然灾害中，森林火灾尤其受到世界各 国的普通重视，主要原因是森林火灾具有突发性和经济 损失严重性。自1932年加拿大J.G.Wright利用空气的相对 湿度进行火灾预报以来，火险预报得到了深入的发展和广 泛的应用。世界各国相继在这一领域展开研究工作，并取 得了多方面的成果。在国外有很多该领域的研究成果，如 前苏联利用计算机编制的林火预报方程，James E.Hefner 和John E.Deeming提出美国国家火险等级，主要是针对森 林的防火进行等级预定，森林防火季节定时火险预报正逐 步在世界范围内推行，但这些在国内的实际应用中并不具 备很大的优势。目前国内关于森林火灾检测预警研究也比 较多，如董武，张远洪在1994年提出了卫星遥感在森林火 灾监测与火险预报中的应用研究，主要强调了火点监测在 次森林大火中突出千里眼的作用；张从力与邓皓的基于 ZigBee的森林火灾远程监测技术研究，结合单总线数字温 度传感器DS1820和嵌入式微控制器EBOX2，研制了森林火 灾远程监控系统；朱启疆与高峰的森林火灾的卫星预警与 监测系统研究，突出遥感技术（RS）和（地理信息系统） GIS在森林防火中的快速、准确的特点；第十二届“挑战 杯”作品中的多传感器信息融合技术在森林防火无人机预 警系统中的应用，主要以无人机为载体，结合多种传感 器，现场及时发现与预测火灾灾情，尽早地采取相应的救
火源是燃烧三要素之一，森林起火是受火源预热达到燃
点的结果，没有火源，森林是不会自燃的。在有利于森林燃
烧的条件下，火源是发生林火的主导因素，火源不同，引起
的林火种类也不同。研究火源，掌握林区用火状况和规律，
这对控制森林火灾的发生有着十分重大的意义。
不同火源引起森林火灾的频度，警源是警情产生的根
源，森林火险的警源主要来自五个方面：火源、气象状
的特征和临界值，并在此基础上建立森林火灾危险程度的
数学模型和确定森林火险等级。森林火险等通常分为5个
级别，如表1所示。
表1
森林火险等级划分及其预报
等级
1 2 3 4 5
危险程度 综合指标 00
轻微级
难以着火 300 ～ 500 注意级
［基金项目］ 西南林业大学科学基金面上项目“基于视频的森林火 灾检测预警研究”。项目编号 ：2010MS07。
［作者简介］ 林宏（1981-），云南大理人，女，硕士，研究方向为 数字图像处理及模式识别。
火措施，从而使损失降到最低。虽然这些研究比较多，但 是针对中国实际情况，这些技术实施起来难度难免偏大， 需要借助高空卫星或者遥感技术，施工难度大，资金投资 及成本过高，很难满足中国当前的森林防火监测预警需 求。
等恶劣天气情况，同时空中巡航也受到巡航的路线、巡航
时间、巡航范围等的限制，这样一来巡航的优势体现不够
明显，而且投入成本很高；卫星监测主要是利用卫星遥感
技术，这种方法具有检测范围广、实况反映速度快等特
点，但是在卫星遥感过程中的数据收集及处理有一定的操
作难度，设施实施需要耗费大量的人力物力，不能够使火
灾监测预警达到最优。