本發(fā)明涉及遙感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)林交錯區(qū)火災(zāi)遙感監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
農(nóng)林交錯區(qū)多為坡耕地和小塊梯田、難以機(jī)械化還田，高秸稈利用率低，清理外運(yùn)困難；山莊窩鋪人口稀少，年齡老化，撲火力量嚴(yán)重不足，移民搬遷難度較大；農(nóng)林交錯區(qū)森林防火阻隔體系建設(shè)滯后，缺乏森林防火通道，因此，農(nóng)林交錯區(qū)是森林火災(zāi)的高發(fā)地段。
森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、處置救助較為困難的自然災(zāi)害。它不僅給人類的經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成巨大損失，破壞生態(tài)環(huán)境，而且還會威脅到人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
經(jīng)調(diào)查，森林火災(zāi)的發(fā)生原因90％以上是人為用火引起；而森林防火防的重點(diǎn)就是農(nóng)林交錯區(qū),抓好了農(nóng)林交錯區(qū)的生產(chǎn)、生活用火,就會在很大程度上杜絕全市森林火災(zāi)的發(fā)生。
為此，現(xiàn)有技術(shù)中涌現(xiàn)出了大量的農(nóng)林交錯區(qū)火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警方案，但普遍存在誤差較大、探測成本較高，不能大面積、多期次使用，且所檢測到的數(shù)據(jù)均為靜態(tài)的數(shù)值，不具有可視性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種農(nóng)林交錯區(qū)火災(zāi)遙感監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，利用光纖傳感器組協(xié)同衛(wèi)星視頻采集模塊和地面視頻采集模塊，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)林交錯區(qū)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，系統(tǒng)自帶預(yù)測分析預(yù)警功能，使用方便；通過三維構(gòu)建模塊實(shí)現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)的三維重構(gòu)，從而進(jìn)一步方便了用戶的對農(nóng)林交錯區(qū)情況的觀察；通過360度幻影成像模塊實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場情況的三維投放，從而使得工作人員有一種身臨其境的逼真感，便于火災(zāi)防治措施和滅火措施的制定。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
農(nóng)林交錯區(qū)火災(zāi)遙感監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括
人機(jī)操作模塊，用于用戶登錄，輸入各種數(shù)據(jù)和控制命令；
視頻采集模塊，架設(shè)在農(nóng)林交錯區(qū)內(nèi)，用于進(jìn)行農(nóng)林交錯區(qū)視頻數(shù)據(jù)的采集；
紅外熱輻射傳感器，安裝在視頻采集模塊內(nèi)，用進(jìn)行視頻采集模塊附近人員活動情況數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理器；
衛(wèi)星視頻采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集農(nóng)林交錯區(qū)的視頻數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；
傳感器組，由若干個(gè)內(nèi)設(shè)北斗模塊的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，布置在農(nóng)林交錯區(qū)內(nèi)，布置方式分為埋地式、地面分布式和半空分布式；用于采集農(nóng)林交錯區(qū)內(nèi)的溫度、煙霧和氣體數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過北斗模塊發(fā)送至中央處理器、數(shù)據(jù)庫、預(yù)測分析模塊和專家評估模塊；
數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過kinect深度傳感器進(jìn)行所采集到視頻圖像的深度圖像數(shù)據(jù)的獲??；
三維圖像構(gòu)建模塊，用于將所獲得的深度圖像進(jìn)行三角化，然后在尺度空間中融合所有三角化的深度圖像構(gòu)建分層有向距離場，對距離場中所有的體素應(yīng)用整體三角剖分算法產(chǎn)生一個(gè)涵蓋所有體素的凸包，并利用Marching Tetrahedra算法構(gòu)造等值面,從而完成三維圖像的構(gòu)建；
中央處理器，用于接收紅外熱輻射傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)輸出視頻采集模塊的控制命令；用于根據(jù)人機(jī)操作模塊輸入的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏進(jìn)行顯示；用于接收人機(jī)操作模塊輸入的控制命令，并按照預(yù)設(shè)的算法將其發(fā)送到指定的模塊；還用于用戶的注冊，權(quán)限的管理和密碼的修改；
預(yù)測分析模塊，用于根據(jù)接收到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行農(nóng)林交錯區(qū)火災(zāi)情況的評估預(yù)測分析，并將得到的結(jié)果預(yù)測發(fā)送到顯示屏以及指定的移動終端，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行儲存；
專家評估模塊，用于儲存各類典型的農(nóng)林交錯區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)及其所可能帶來的安全隱患模型，用于將接收到的數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行類似度對比，并將比對結(jié)果按照相似度進(jìn)行升序或降序排序后，發(fā)送給顯示屏；
360度幻影成像模塊，由立體模型場景、造型燈光系統(tǒng)、應(yīng)用幻影成像膜作為成像介質(zhì)的光學(xué)成像系統(tǒng)、影視播放系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)、音響系統(tǒng)及素材數(shù)據(jù)庫組成，用于根據(jù)中央處理器所發(fā)送的數(shù)據(jù)以及控制命令生成各種三維動態(tài)仿真場景或模型；素材數(shù)據(jù)庫內(nèi)儲存有各種火災(zāi)圖像及視頻；
報(bào)警模塊，用于根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)出語音報(bào)警，并根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)送預(yù)警短信至指定的移動終端；發(fā)送的短信至少包括火災(zāi)所在位置以及目前各監(jiān)測模塊所檢測到的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述視頻采集模塊為一架設(shè)在電線桿上的一個(gè)球體裝置上，球體裝置上設(shè)有N個(gè)魚障礙物頭。
優(yōu)選地，所述N至少為四個(gè)，所述魚障礙物頭拍攝的視頻數(shù)據(jù)的水平角度為360°/N的水平角度，所述魚障礙物頭拍攝的視頻數(shù)據(jù)的垂直角度為360°/N的垂直角度。
優(yōu)選地，還包括一數(shù)據(jù)共享模塊，用于下載或打印的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的共享。
優(yōu)選地，所述預(yù)測分析模塊包括
圖形繪制模塊，用于根據(jù)所監(jiān)測到數(shù)據(jù)繪制各種曲線圖；
對比分析模塊，將繪制曲線與原實(shí)測曲線進(jìn)行對比分析和預(yù)測，輸出分析預(yù)測結(jié)果。
優(yōu)選地，所述圖形繪制模塊根據(jù)輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成隨時(shí)間、空間變化的時(shí)空效應(yīng)曲線即時(shí)態(tài)曲線和空間效應(yīng)曲線，所述時(shí)態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)或變形數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化情況，所述空間效應(yīng)曲線突出了同一時(shí)間不同測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果隨監(jiān)測點(diǎn)推進(jìn)的變化規(guī)律。
優(yōu)選地，所述的魚障礙物頭采用焦距短、前鏡片直徑小且呈拋物面狀凸出的超廣角鏡頭。
優(yōu)選地，包括兩個(gè)顯示屏，一個(gè)顯示屏用于重構(gòu)三維圖像的顯示，另一個(gè)用于監(jiān)測數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)的采集。
優(yōu)選地，每個(gè)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)內(nèi)部采用至少一種傳感器模塊，所述傳感器模塊為光纖溫度/光纖煙霧傳感器、光纖溫度/光纖氣體傳感器、光纖煙霧/光纖氣體傳感器、光纖溫度/光纖煙霧/光纖氣體傳感器中的一種或兩種的組合，光纖溫度傳感器、光纖煙霧傳感器和光纖氣體傳感器內(nèi)均安裝有北斗模塊。
本發(fā)明具有以下有益效果：
利用光纖傳感器組協(xié)同衛(wèi)星視頻采集模塊和地面視頻采集模塊，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)林交錯區(qū)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，系統(tǒng)自帶預(yù)測分析預(yù)警功能，使用方便；通過三維構(gòu)建模塊實(shí)現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)的三維重構(gòu)，從而進(jìn)一步方便了用戶的對農(nóng)林交錯區(qū)情況的觀察；通過360度幻影成像模塊實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場情況的三維投放，從而使得工作人員有一種身臨其境的逼真感，便于火災(zāi)防治措施和滅火措施的制定；通過地面視頻采集模塊的設(shè)計(jì)，可以很好的對火災(zāi)交錯區(qū)人員流動情況的監(jiān)控，避免了由于人為用火而導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的情況。
附圖說明
圖1本發(fā)明實(shí)施例一種農(nóng)林交錯區(qū)火災(zāi)遙感監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種農(nóng)林交錯區(qū)火災(zāi)遙感監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括
人機(jī)操作模塊，用于用戶登錄，輸入各種數(shù)據(jù)和控制命令；
視頻采集模塊，架設(shè)在農(nóng)林交錯區(qū)內(nèi)，用于進(jìn)行農(nóng)林交錯區(qū)視頻數(shù)據(jù)的采集；
紅外熱輻射傳感器，安裝在視頻采集模塊內(nèi)，用進(jìn)行視頻采集模塊附近人員活動情況數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理器；
衛(wèi)星視頻采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集農(nóng)林交錯區(qū)的視頻數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；
傳感器組，由若干個(gè)內(nèi)設(shè)北斗模塊的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，布置在農(nóng)林交錯區(qū)內(nèi)，布置方式分為埋地式、地面分布式和半空分布式；用于采集農(nóng)林交錯區(qū)內(nèi)的溫度、煙霧和氣體數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過北斗模塊發(fā)送至中央處理器、數(shù)據(jù)庫、預(yù)測分析模塊和專家評估模塊；
數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過kinect深度傳感器進(jìn)行所采集到視頻圖像的深度圖像數(shù)據(jù)的獲??；
三維圖像構(gòu)建模塊，用于將所獲得的深度圖像進(jìn)行三角化，然后在尺度空間中融合所有三角化的深度圖像構(gòu)建分層有向距離場，對距離場中所有的體素應(yīng)用整體三角剖分算法產(chǎn)生一個(gè)涵蓋所有體素的凸包，并利用Marching Tetrahedra算法構(gòu)造等值面,從而完成三維圖像的構(gòu)建；
中央處理器，用于接收紅外熱輻射傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)輸出視頻采集模塊的控制命令；用于根據(jù)人機(jī)操作模塊輸入的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏進(jìn)行顯示；用于接收人機(jī)操作模塊輸入的控制命令，并按照預(yù)設(shè)的算法將其發(fā)送到指定的模塊；還用于用戶的注冊，權(quán)限的管理和密碼的修改；
預(yù)測分析模塊，用于根據(jù)接收到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行農(nóng)林交錯區(qū)火災(zāi)情況的評估預(yù)測分析，并將得到的結(jié)果預(yù)測發(fā)送到顯示屏以及指定的移動終端，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行儲存；
專家評估模塊，用于儲存各類典型的農(nóng)林交錯區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)及其所可能帶來的安全隱患模型，用于將接收到的數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行類似度對比，并將比對結(jié)果按照相似度進(jìn)行升序或降序排序后，發(fā)送給顯示屏；
360度幻影成像模塊，由立體模型場景、造型燈光系統(tǒng)、應(yīng)用幻影成像膜作為成像介質(zhì)的光學(xué)成像系統(tǒng)、影視播放系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)、音響系統(tǒng)及素材數(shù)據(jù)庫組成，用于根據(jù)中央處理器所發(fā)送的數(shù)據(jù)以及控制命令生成各種三維動態(tài)仿真場景或模型；素材數(shù)據(jù)庫內(nèi)儲存有各種火災(zāi)圖像及視頻；
報(bào)警模塊，用于根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)出語音報(bào)警，并根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令發(fā)送預(yù)警短信至指定的移動終端；發(fā)送的短信至少包括火災(zāi)所在位置以及目前各監(jiān)測模塊所檢測到的數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述視頻采集模塊為一架設(shè)在電線桿上的一個(gè)球體裝置上，球體裝置上設(shè)有N個(gè)魚障礙物頭。
所述N至少為四個(gè)，所述魚障礙物頭拍攝的視頻數(shù)據(jù)的水平角度為360°/N的水平角度，所述魚障礙物頭拍攝的視頻數(shù)據(jù)的垂直角度為360°/N的垂直角度。
還包括一數(shù)據(jù)共享模塊，用于下載或打印的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的共享。
所述預(yù)測分析模塊包括
圖形繪制模塊，用于根據(jù)所監(jiān)測到數(shù)據(jù)繪制各種曲線圖；
對比分析模塊，將繪制曲線與原實(shí)測曲線進(jìn)行對比分析和預(yù)測，輸出分析預(yù)測結(jié)果。
優(yōu)選地，所述圖形繪制模塊根據(jù)輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成隨時(shí)間、空間變化的時(shí)空效應(yīng)曲線即時(shí)態(tài)曲線和空間效應(yīng)曲線，所述時(shí)態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)或變形數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化情況，所述空間效應(yīng)曲線突出了同一時(shí)間不同測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果隨監(jiān)測點(diǎn)推進(jìn)的變化規(guī)律。
所述的魚障礙物頭采用焦距短、前鏡片直徑小且呈拋物面狀凸出的超廣角鏡頭。
包括兩個(gè)顯示屏，一個(gè)顯示屏用于重構(gòu)三維圖像的顯示，另一個(gè)用于監(jiān)測數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)的采集，并基于檢測到的數(shù)據(jù)輸出表征火災(zāi)情況的二維結(jié)果圖、三維結(jié)果圖。
每個(gè)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)內(nèi)部采用至少一種傳感器模塊，所述傳感器模塊為光纖溫度/光纖煙霧傳感器、光纖溫度/光纖氣體傳感器、光纖煙霧/光纖氣體傳感器、光纖溫度/光纖煙霧/光纖氣體傳感器中的一種或兩種的組合，光纖溫度傳感器、光纖煙霧傳感器和光纖氣體傳感器內(nèi)均安裝有北斗模塊。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。