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          基于無人機的森林防火預警系統

          2018-9-20

            傳統的森林防火手段有地面巡視、塔臺瞭望、衛星遙感、飛機巡視等四種方法:地面巡視,依靠人工在地面巡邏探測林火點,耗時耗人工, 且效率較低;塔臺瞭望,依靠護林員等在塔臺上瞭望偵察的古 老方式探測林火點,偵察范圍有限且耗人工;衛星遙感,依靠地 球衛星的遙感圖像等信息探測分析出森林區域的林火點,費用 昂貴,且因為衛星遙感圖像尺度較宏觀,并不能及時發現和精 準定位林火點,容易漏報、延誤火情;飛機巡視, 森林防火目前使用的航空護林飛機在夜間和能見度低的條件下均不能起飛執行火場偵察和巡護任務,不能實現對火場全天侯實施偵察實時掌握火場變化態勢、而恰恰在這期間比較容易發生森林火災,同時地面各級森林防火指揮部門又最需掌握林火發展態勢。 

            無人機能夠晝夜24小時隨時起飛執行火場偵察任務,克服了有人機受日落日出時間、能見度、夜間等因素的限制而不能隨時起飛執行任務的困難。無人機對白天和夜間沒有分別,對能見度的大小也沒有分別,除了大風和降雨外能夠全天候起飛作業。
            無人機平臺通過搭載攝像設備和Anykey-AV2000雙向無線影像和數據傳輸設備可全天候隨時執行火警偵察和巡護任務。地面人員通過接收來自無人機的無線信號,隨時掌握火場動態信息和對衛星林火監測熱點的核查。無人機可以全天候地在對火場進行偵察和測繪,在林區上空巡護及時發現火情、報告火場位置。
            無人機林火的巡視監測的對象有火焰和煙霧以及紅外輻射三個基本對象, 因為在林火早期并不容易監測到大量的火焰,煙霧卻是森林火災早期最顯著的視覺現象,“先有煙,后有火”,所以監測煙霧是最早發現林火的可能性,通過無人機遙感拍攝視頻和高清圖像經過Anykey-AV2000圖傳數傳一體設備傳輸到指揮中心,在指揮中心結合強大AI技術和大數據處理,能夠迅速的自動煙霧識別,判斷起火點,進行預警。
            在夜間無人機平臺配備專業紅外熱成像探測任務載荷,在距地面800米到3000米飛行高度對地面進行紅外探測,穿透煙霧遙感到地表的溫度情況,探查地下火和余火,無人機配備Anykey-AV2000高速數據鏈,將獲取的圖像數據實時傳回地面。為前線指揮部第一時間提供火場地理坐標(經、緯度)、火場面積、火場邊界、火場火頭蔓延趨勢等火場態勢情報,通過任務分析人員形成火場態勢圖并提供給指揮部,使前線指揮部迅速調配人員進行重點區域滅火工作,及時通知森林消防專業隊撤離危險地區,并根據火場圖像資料為消防人員提供撤離路徑。對于可疑點或區域,通過遙控指令可改變無人機飛行航跡及飛行高度進行詳查。
            對于任務范圍300km以內的森林防火巡護、火情重點區域巡查等長航時日常作業,可采用中型固定翼無人機開展工作。相較于大固定翼無人機,小型固定翼無人機具有尺寸小、操作簡單、使用靈活、便于部署等優點,同時相對于旋翼類無人機,其具有飛行速度快、續航時間長、飛行高度高等優點。同時針對地形遮擋,可采用小型固定翼無人機攜帶中繼。

                                

            對于任務范圍半徑100-150公里以內的區域性森林火情巡查與監視可以采用無人機直升機。相較于固定翼飛機,無人機直升機最大的優點在于可以垂直起降,不需要專用的跑道,部署更加靈活。同時無人直升機彌補了多旋翼無人機航程小、航時短、帶載弱的缺點,可實現區域固定航線巡查與監視等功能。應用于森林防火的無人直升機,使用半徑一般150km左右,具備沿林區設定航線勘查的能力。對于可疑著火點或區域,能通過遙控指令改變無人機飛行航跡及飛行高度進行詳查,完成火情區域精確定位,并實現實時視頻回傳,協助開展火情判斷。

            Anykey-AV2000無線圖傳數傳一體網絡無線傳輸系統,是從無人機行業單一視頻傳輸向網絡多業務傳輸的應用出發,按照用戶要求開發的全新的具備高清視頻接口和網絡接口TCP/IP傳輸設備,它完全符合IEEE802.13網絡接口規范,全透明傳輸,可以駁接交換機,SIP服務器,網絡攝像機,視頻會議等網絡協議設備及應用。
          特點:

          1、采用國際先進水平的COFDM調制技術,即編碼正交頻分復用技術,是目前先進和具發展潛力的調制技術。
          2、設備帶寬更高,組網更靈活;可支持網狀,星型,鏈式或混合網絡部署,與其他同類產品相比,更靈活,更方便!
          3、采用TCP/IP協議,透明傳輸,可以駁接交換機,SIP服務器等各種應用!
          4、采用150M-900MHz,1.0-1.7GHz,2.0GHz-2.7GHz的頻段,提供豐富的頻率資源供用戶選擇。
          5、FEC: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8  (COFDM)
          6、保護間隔1/4, 1/8, 1/16, 1/32 (COFDM)
          7、子載波IFFT Modi: 2k(COFDM)


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