农林交错区火灾遥感监测预警系统的制作方法

文档序号:12178012阅读:244来源:国知局

本发明涉及遥感技术领域,具体涉及一种农林交错区火灾遥感监测预警系统。



背景技术:

农林交错区多为坡耕地和小块梯田、难以机械化还田,高秸秆利用率低,清理外运困难;山庄窝铺人口稀少,年龄老化,扑火力量严重不足,移民搬迁难度较大;农林交错区森林防火阻隔体系建设滞后,缺乏森林防火通道,因此,农林交错区是森林火灾的高发地段。

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。它不仅给人类的经济建设造成巨大损失,破坏生态环境,而且还会威胁到人民生命财产安全。

经调查,森林火灾的发生原因90%以上是人为用火引起;而森林防火防的重点就是农林交错区,抓好了农林交错区的生产、生活用火,就会在很大程度上杜绝全市森林火灾的发生。

为此,现有技术中涌现出了大量的农林交错区火灾监测预警方案,但普遍存在误差较大、探测成本较高,不能大面积、多期次使用,且所检测到的数据均为静态的数值,不具有可视性。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明提供了一种农林交错区火灾遥感监测预警系统,利用光纤传感器组协同卫星视频采集模块和地面视频采集模块,实现了农林交错区情况的实时监测,系统自带预测分析预警功能,使用方便;通过三维构建模块实现了视频数据的三维重构,从而进一步方便了用户的对农林交错区情况的观察;通过360度幻影成像模块实现了现场情况的三维投放,从而使得工作人员有一种身临其境的逼真感,便于火灾防治措施和灭火措施的制定。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:

农林交错区火灾遥感监测预警系统,包括

人机操作模块,用于用户登录,输入各种数据和控制命令;

视频采集模块,架设在农林交错区内,用于进行农林交错区视频数据的采集;

红外热辐射传感器,安装在视频采集模块内,用进行视频采集模块附近人员活动情况数据的采集,并将采集到的数据发送到中央处理器;

卫星视频采集模块,用于实时采集农林交错区的视频数据,并将采集到的数据发送到数据处理模块;

传感器组,由若干个内设北斗模块的监测节点构成,布置在农林交错区内,布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式;用于采集农林交错区内的温度、烟雾和气体数据的采集,并将采集到的数据通过北斗模块发送至中央处理器、数据库、预测分析模块和专家评估模块;

数据处理模块,用于通过kinect深度传感器进行所采集到视频图像的深度图像数据的获取;

三维图像构建模块,用于将所获得的深度图像进行三角化,然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建分层有向距离场,对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包,并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面,从而完成三维图像的构建;

中央处理器,用于接收红外热辐射传感器所采集到的数据,并根据这些数据输出视频采集模块的控制命令;用于根据人机操作模块输入的数据在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示;用于接收人机操作模块输入的控制命令,并按照预设的算法将其发送到指定的模块;还用于用户的注册,权限的管理和密码的修改;

预测分析模块,用于根据接收到的传感器数据进行农林交错区火灾情况的评估预测分析,并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端,发送到指定的数据库进行储存;

专家评估模块,用于储存各类典型的农林交错区相关数据及其所可能带来的安全隐患模型,用于将接收到的数据与所存储的数据进行类似度对比,并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后,发送给显示屏;

360度幻影成像模块,由立体模型场景、造型灯光系统、应用幻影成像膜作为成像介质的光学成像系统、影视播放系统、计算机多媒体系统、音响系统及素材数据库组成,用于根据中央处理器所发送的数据以及控制命令生成各种三维动态仿真场景或模型;素材数据库内储存有各种火灾图像及视频;

报警模块,用于根据中央处理器发送的控制命令发出语音报警,并根据中央处理器发送的控制命令发送预警短信至指定的移动终端;发送的短信至少包括火灾所在位置以及目前各监测模块所检测到的数据。

优选地,所述视频采集模块为一架设在电线杆上的一个球体装置上,球体装置上设有N个鱼障碍物头。

优选地,所述N至少为四个,所述鱼障碍物头拍摄的视频数据的水平角度为360°/N的水平角度,所述鱼障碍物头拍摄的视频数据的垂直角度为360°/N的垂直角度。

优选地,还包括一数据共享模块,用于下载或打印的方式进行数据库内数据的共享。

优选地,所述预测分析模块包括

图形绘制模块,用于根据所监测到数据绘制各种曲线图;

对比分析模块,将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测,输出分析预测结果。

优选地,所述图形绘制模块根据输入的监测数据,生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线,所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况,所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随监测点推进的变化规律。

优选地,所述的鱼障碍物头采用焦距短、前镜片直径小且呈抛物面状凸出的超广角镜头。

优选地,包括两个显示屏,一个显示屏用于重构三维图像的显示,另一个用于监测数据以及其他数据的采集。

优选地,每个监测节点内部采用至少一种传感器模块,所述传感器模块为光纤温度/光纤烟雾传感器、光纤温度/光纤气体传感器、光纤烟雾/光纤气体传感器、光纤温度/光纤烟雾/光纤气体传感器中的一种或两种的组合,光纤温度传感器、光纤烟雾传感器和光纤气体传感器内均安装有北斗模块。

本发明具有以下有益效果:

利用光纤传感器组协同卫星视频采集模块和地面视频采集模块,实现了农林交错区情况的实时监测,系统自带预测分析预警功能,使用方便;通过三维构建模块实现了视频数据的三维重构,从而进一步方便了用户的对农林交错区情况的观察;通过360度幻影成像模块实现了现场情况的三维投放,从而使得工作人员有一种身临其境的逼真感,便于火灾防治措施和灭火措施的制定;通过地面视频采集模块的设计,可以很好的对火灾交错区人员流动情况的监控,避免了由于人为用火而导致火灾发生的情况。

附图说明

图1本发明实施例一种农林交错区火灾遥感监测预警系统的系统框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

如图1所示,本发明实施例提供了一种农林交错区火灾遥感监测预警系统,包括

人机操作模块,用于用户登录,输入各种数据和控制命令;

视频采集模块,架设在农林交错区内,用于进行农林交错区视频数据的采集;

红外热辐射传感器,安装在视频采集模块内,用进行视频采集模块附近人员活动情况数据的采集,并将采集到的数据发送到中央处理器;

卫星视频采集模块,用于实时采集农林交错区的视频数据,并将采集到的数据发送到数据处理模块;

传感器组,由若干个内设北斗模块的监测节点构成,布置在农林交错区内,布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式;用于采集农林交错区内的温度、烟雾和气体数据的采集,并将采集到的数据通过北斗模块发送至中央处理器、数据库、预测分析模块和专家评估模块;

数据处理模块,用于通过kinect深度传感器进行所采集到视频图像的深度图像数据的获取;

三维图像构建模块,用于将所获得的深度图像进行三角化,然后在尺度空间中融合所有三角化的深度图像构建分层有向距离场,对距离场中所有的体素应用整体三角剖分算法产生一个涵盖所有体素的凸包,并利用Marching Tetrahedra算法构造等值面,从而完成三维图像的构建;

中央处理器,用于接收红外热辐射传感器所采集到的数据,并根据这些数据输出视频采集模块的控制命令;用于根据人机操作模块输入的数据在数据库内调用相应的数据发送到显示屏进行显示;用于接收人机操作模块输入的控制命令,并按照预设的算法将其发送到指定的模块;还用于用户的注册,权限的管理和密码的修改;

预测分析模块,用于根据接收到的传感器数据进行农林交错区火灾情况的评估预测分析,并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端,发送到指定的数据库进行储存;

专家评估模块,用于储存各类典型的农林交错区相关数据及其所可能带来的安全隐患模型,用于将接收到的数据与所存储的数据进行类似度对比,并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后,发送给显示屏;

360度幻影成像模块,由立体模型场景、造型灯光系统、应用幻影成像膜作为成像介质的光学成像系统、影视播放系统、计算机多媒体系统、音响系统及素材数据库组成,用于根据中央处理器所发送的数据以及控制命令生成各种三维动态仿真场景或模型;素材数据库内储存有各种火灾图像及视频;

报警模块,用于根据中央处理器发送的控制命令发出语音报警,并根据中央处理器发送的控制命令发送预警短信至指定的移动终端;发送的短信至少包括火灾所在位置以及目前各监测模块所检测到的数据。

优选地,所述视频采集模块为一架设在电线杆上的一个球体装置上,球体装置上设有N个鱼障碍物头。

所述N至少为四个,所述鱼障碍物头拍摄的视频数据的水平角度为360°/N的水平角度,所述鱼障碍物头拍摄的视频数据的垂直角度为360°/N的垂直角度。

还包括一数据共享模块,用于下载或打印的方式进行数据库内数据的共享。

所述预测分析模块包括

图形绘制模块,用于根据所监测到数据绘制各种曲线图;

对比分析模块,将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测,输出分析预测结果。

优选地,所述图形绘制模块根据输入的监测数据,生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线,所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况,所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随监测点推进的变化规律。

所述的鱼障碍物头采用焦距短、前镜片直径小且呈抛物面状凸出的超广角镜头。

包括两个显示屏,一个显示屏用于重构三维图像的显示,另一个用于监测数据以及其他数据的采集,并基于检测到的数据输出表征火灾情况的二维结果图、三维结果图。

每个监测节点内部采用至少一种传感器模块,所述传感器模块为光纤温度/光纤烟雾传感器、光纤温度/光纤气体传感器、光纤烟雾/光纤气体传感器、光纤温度/光纤烟雾/光纤气体传感器中的一种或两种的组合,光纤温度传感器、光纤烟雾传感器和光纤气体传感器内均安装有北斗模块。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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