虽然经济价值有限，但森林的生态及社会效益巨大。近年来随着国家环保意识的提升，出台了一系列指导支持文件，政策及资金支持力度都显著增长。此外，各级产品制造商、综合方案解决商和软件应用开发商的积极推广，也在一定程度上推动了产业发展。如今各地都在大力建设森林防火系统，如山西、广东、云南、福建、四川等省将在“十二五”期间逐步上马相关大型项目，其中广东仅在此期间投入在森林火险监控系统上的资金就不少于5亿元。

　　可预见，近五年相关领域还将处于投资高峰期，在此背景下，森林防火从前端负责数据采集的硬件设备到后端负责数据识别、处理并提供预案支持的软件平台都有所突破，实现了森林防火的全面升级。

　　关键第一步 更详尽的数据采集

　　完全杜绝林火几乎是不可能的，但是若能在林火发生初期就检测到烟、火光、高温等有规可循的燃烧现象，即实现精确及时的数据采集，再辅以有效的救火工作，便可大大降低灾损，而这也是系统发挥功效的关键第一步。

　　传统巡防手段稳步发展

　　美国用无人机对监测林区进行24小时监测，加拿大则使用卫星与直升机相结合的方式进行监控，而我国在原始的望塔人工监控及地面巡视之外，亦逐渐融入航空检测及卫星遥感，其中卫星遥感技术已突破应急通信传输功能，其也是目前最精确的探测技术，优点是覆盖面广、分辨率高，时效性强，可实现对多光谱频段(可见光、近红外、远红外)的识别，做到半径1米内区域的温差识别，并精确定位。目前我国用于森林防火领域的卫星主要包括风云1号、FY1C和FY1D、美国的NOAA系列，昼夜可以覆盖全球十次以上。

　　深圳紫光积阳科技有限公司售工程师李辉琼谈到：“现在卫星给出的地图更细致精确，同时已有部分数据公开，安防厂家可据此进行二次开发，结合安防技术，提升系统精度，帮助林业局精确定位火情点并报警。”

　　双视频探测悄然兴起

　　可见光视频监控早已进入相关领域，近年来不仅改善明显，所占比亦持续增长。但是火灾是一种复杂的燃烧现象，具有多种表征参数，通过单一参数很难准确探测出早期林火。因此从2011年开始，在资金允许的前提下，相关项目会额外为系统搭配红外热像仪，实现双光谱探测。以获取超越单一视频检测4-6倍的检测视角，做到3公里内分辨男女，5公里内分辨出人或物，8公里内分辨出车的进阶效果。

　　1、可见光视频监控

　　应对野外恶劣的工作环境，摄像机需求具备极高的防护等级，以及透雾，低照度，防抖等性能。同时在摄像机实现百万高清升级时，镜头也要达到高清，并具备自动对焦等功能，保证没有人员干预的情况下不出现跑焦等现象。

　　2、被动红外成像

　　红外热像仪被动接收观测范围内所有物体自身的红外热辐射，反应目标的温度场，故可完全屏蔽环境及气候的影响，准确发现高温着火点及初期隐火。根据输出结果的不同，相关产品可分为观察型及测温型两种。其中观察型热像仪忽略具体温度数值，强调视觉效果，而为了提高图像细节及画面质量，其会对画面的对比度进行一定自动调整，可能导致温差不同的两张图片成像效果相同。故后期需要靠人工或智能识别模块，通过辨别灰度图像的形状来实现预警功能。测温型热像仪一般焦距固定，可直接给出观测目标的温度，并可根据环境温度及气候条件自行设置临界报警温度(设置时需考虑到着火点至测温仪之间温度的衰减)。

　　相较而言，测温型产品具有更好的行业适用性，但是其处于价格劣势(两种产品价格可能相差一倍)，其次，不同于观察型产品输出普通视频信号能与原有系统很好的兼容，其需要后端软件平台配合升级，增加相应模块处理其得出的温度值信息。故目前，构架比只占20—25%。

　　针对过去需额外投资架设电子罗盘以实现目标定位的模式，浙江大立科技股份有限公司技术工程师陈红强介绍了红外(场景)目标识别系统：“选址之后，监测的范围就已基本固定，故可在安装时把需要监控的场景都记录在机器里，做成一套标准模板，在此基础上做好需要的方位标示及距离测定，据此可辅助GIS系统实现准确的目标定位。同时可特别标注出关键或特征目标并实现命名，相应的也能剔除不需要监控的场景(景区常有此需求)，做到某些部分不报警的同时实时输出关键区域的温度值，提高报警准确率。”

　　3、1+1>2

　　可见光监控系统依赖烟火智能识别系统实现报警，其采用白天看烟晚上看火的模式，通过对烟、火的光谱特征、空间几何特征等因素的分析实现智能识别。受限于建模的完整性，与某些状况下光照条件及气候条件的限制，其很难做到对火与雾，以及夜间灯光与火光的区别，更辨别不出隐火。而被动红外成像产品，特别是测温型产品，通过对识别目标温度的准确判定，能有效弥补以上所有缺陷(双光谱检测准确率能做到90%以上)。

　　此外，区别过往靠后端软件实现烟火识别的模式，可见光前置烟火识别技术直接把烟火智能识别处理器安装在前端基站，对无任何耗损的原始图像信息进行分析，也在一定程度上提升了识别的准确率。

　　更适用的气象数据

　　一个地区的大气象数据，常常并不适用于这个范围内森林防火的需求。故此某些项目会在视频监控范围内搭配建设一定数量的小型气象站，用以准确记录当地温湿度，风速风向等气象数据，丰富GIS系统的数据库，并可根据需求生成火险预报图、温湿度图等。管理人员可以此判定某刻某地是否容易着火，并进一步划分出需重点防护的区域，调节监控设备重点巡航。此外，这些数据还能帮助对火情进行蔓延分析与预测。

　　产品严要求方有好数据

　　潮湿、酸雨、高温、低寒等环境因素对产品提出了严苛的质量要求，其中，森林防火云台承重大且需要常年不间断运转，最好采用特种合金及工艺处理加强云台机械传动部分的耐磨系数。技术上，云台已能做到连续360度削苹果皮旋转以及自动巡航等，令监控范围覆盖林区，并清晰获取各区域的图像。

　　包括传输及电源在内的整套前端设备的防雷性能的好坏在一定程度上决定了系统的成败，此外，还需做到普通的管理、设置，都可在中心进行远程管理及调试，重庆市海普软件产业有限公司产品经理王松进一步补充道：“冬季是高纬度、高海拔地区的森林防火期，为保证严寒时设备能正常运作，需做好加热和保温措施。选用针对低温环境的专用低温型设备，如低温重型数字云台、双层保温护罩等，并为蓄电池搭建专用保温箱。同时，设备最好采用模块化、板卡式这样便于拆卸和更换的设计，做到在故障时无需整机下山维护。”

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　　难点所在：供电&传输

　　林业部门虽在地理信息软件的应用上领先各行业，但地理的特殊性导致其硬件通信设施普遍落后，进而限制了整个系统的发展。近来各类通信技术的发展为行业升级带来转机，北京大陆康腾科技有限公司副总经理张得翼就此表示：“从2011下半年开始，防火相关信息化建设在各省级单位全面铺开，一些林业大省和资金充裕的省级单位纷纷对已有的应急指挥系统进行升级。目前全国近1/3的省区都已完成信息指挥系统建设或招标工作，预计其余省区也将在年内开始建设。不夸张的说，这两年相关投资规模几乎超过过去20年的总和。”

　　目前，森林防火多采用有线搭配无线的方式使用，可减少维护与功耗。其中微波由于具有受空气尘埃影响小、传输效果好、性价比高、工程施工量小等优势，在森林防火项目中被广泛运用。需注意的是，在运用微波一对一传输时，因尽量选用大角度的天线产品，以减少产品受风力等环境因素影响产生方位偏差时对传输造成的影响。此外，3G技术虽不适用于深山大面积传输，但其通讯方式灵活性高，有助于信号覆盖区的林火应急指挥，帮助实现指挥所、火场救援队伍及至单兵的三级传输。

　　供电方面，出于成本及稳定性考量，一般若三公里内有稳定供电点，会优先选择铺设供电线路，否则只能建设风光互补发电组，深圳紫光积阳科技有限公司销售工程师李辉琼据此介绍道：“我国在风、光等自然资源的利用上具有技术优势，其中风光互补发电具有效果稳定、资源利用率高且污染小等优点。应用在森林防火，需注意不能盲目追求效果与功率，而选用未经认证或风叶过大的产品，前者无法保证其稳定性及寿命，后者容易受环境影响，如被大风毁损等。”与此同时，还可通过控制前端设备整体功耗来减轻供电系统的压力，其中云台、防护罩散热/加热及基站控制系统功耗较大，建议采用高集成、模块化设计，否则可能需要为单个产品分别配置电源逆变器甚至散热或保温装置。

　　可以说，供电及传输是现阶段森林防火系统建设中最大的难点，而相关厂家在寻求解决之法时，都不约而同把眼光投向了具有大量基站布点的通信运营商。并进一步关注如何与之建立良好的合作关系，此外，基于本身巨大的优势，通信运行商或可直接参与项目，提供整套解决方案。

　　准确预警高效扑救 森林防火概念升级

　　若说数据是系统发挥成效的基础，那么3S(RS\GPS\GIS)则是整个系统的底层支架，决定了最终的成效。随着技术发展，3S近年来在应用上发生了很大的变化，重视了对数据的挖掘和分析应用，丰富了统计分析成果的展示形式、加强了应用系统的联动(包括上下级系统的垂直联动和各应用系统之间的横向联动)。其中在GPS方面，我国北斗卫星定位系统带有卫星短报文通信功能，随着其不断完善，未来将有更多北斗定位导航应用平台，提供更方便灵活的应用效果。同时，GIS系统过去多部署在省级以上单位，近年来逐渐向县级部门普及，而县级版的单机系统也在一线扑火中发挥了重要作用。

　　各气候因素时刻都在变化，所以森林防火无法套用固定模式，需要根据火险等级预报和火行为分析模型，结合当前火点的位置、风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态推演火灾蔓延的方向、面积、速度及强度，为扑火指挥提供科学的决策依据。

　　“利用卫星遥感、无人机航拍、地面站点全天候监测等立体信息数据获取子系统，获取相关的气象、地理等信息。林业监控指挥中心的信息综合集成服务子系统再对相关数据进行综合分析、管理，最终通过森林火灾空间信息应用子系统实现对多源灾害信息的获取、综合集成、处理，最终形成‘天地一体、精准迅速、灵活高效、上下联动’的空间信息技术减灾应用体系。” 航天海鹰安全技术工程有限公司董事长荀大敏如是简述了系统的作用机制，并介绍了一种新型的灭火方式：“远程灭火系统以无人机平台，并结合了红外精确制导技术、灭火弹技术。通过此套设备可以运用无人机携带灭火弹对疑似高温点或小火源进行远距离灭火，为防护人员争取时间，降低火灾发生数量，减少经济损失。”

　　不论巡防还是救灾，如今各类高机动性的单边系统应用逐渐增多，其中手提式地面红外热像探火仪以及机载红外林火监视是比较典型的应用，可补充提供瞭望和视频监控无法顾及地区的动态信息，有助于林火的早期发现以及灾害现场动态信息的把握。此外随着相关科技的发展，移动终端(智能手机、iPad等)、高清大屏、多点触摸大屏联动等技术及产品逐渐进入应用，为整套系统提供更智能机动的终端显示效果。

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　　从现状看发展

　　林业长期处于粗放型管理，其GIS系统虽然建设较为完善，但缺乏省市级单位防火专题数据，国家级别的专题数据更少。所以各类基础数据及地理空间数据的完善是现阶段工作重点，并需在保证软件平台可拓展的前提下不断更新数据。此外，各地市级单位下属林区的相关信息大多只应用于当地防火，需要结合国家与省级防火办的联网，做到与省级系统的无缝连接，为国家级森林防火监控和应急指挥提供地面基础数据。

　　“标准的缺失导致后期深化行业应用时困难重重，同时目前数据开放性严重滞后于GIS的发展(大比例尺的地理信息数据依旧保密严格，小比例尺数据作用有限)，其次，仍有单位受限于认识而忽略了软件的重要性，相对更愿意在硬件上投资。”北京大陆康腾科技有限公司副总经理张得翼如是归纳了目前的建设瓶颈，同时表示：“随着系统功能升级，需摒弃软硬件堆砌做到集成，在统一的硬件平台架构下，通过分层和标准接口的上下衔接，利用不同软件模块实现业务目标。”另一方面，泰安华新电子科技有限公司总经理曲立新还表示：“目前森林防火项目还面临功能高需求和系统低投入这一矛盾，需通过项目分解来解决。即在初期建设中利用有限的投入建设基本功能，后期再对各功能进行扩展和升级，逐步扩大系统规模。同时需针对各林区特点，区别化建设，如旅游区项目建设时还需兼顾防盗及安全需求。”

　　最后，重庆市海普软件产业有限公司产品经理王松谈及：“依托现有森林防火系统的网络和硬件基础，可实现覆盖整个林区的150MHz短波通讯指挥系统，建设林业的OA系统，实现远程办公、视频会议、IP电话等功能。另外，利用森林防火指挥决策系统中地理信息系统的采集、管理、分析和输出功能，可以扩展多种智能化应用，实现森林病虫害防治、野生动植物保护、天然林保护、林权管理等。”