输电线路山火预报监测系统建设方案

1、输电线路山火在线监测系统1系统简介2监测技术3监测指标目 录ONTENTSC本系统由前端视频图像采集设备和后端视频监控管理系统组成。前端设备包括远距离双视场（可视、红外）成像监测设备、山火报警模块、高精度智能云台，微气象设备、网络传输设备、电源等，主要负责图像和气象数据的采集、分析和报警检测。后端视频管理系统由中心管理服务器、流媒体转发服务器、录像存储服务器、GIS管理服务器、报警联动服务器、应急指挥服务器、客户端监控软件等组成，主要负责设备管理、用户管理、视频监控录像、流媒体转发、火情确认及分析、火源定位、GIS地图标注等功能。 1、培训期间请暂时关闭手机或者保持静音。 2、若有事情需中途离

2、场，请安静退出会议室。系统结构图之一1. 基于远红外设备的远距离火灾分析算法 独特的火灾热成像分析算法，最远能监测3公里处1米*2米木质火源，从5公里处能侦测到2米*2米火源。单终端最大覆盖面积超过50 km2； 能去除车辆等转瞬即逝的热源和日间太阳照在山体没有植披的石层和土层导致的高温干扰。高火情识别率，低误报率。系统特点系统特点2. 双视场火情分析本系统以红外热成像为基础技术来监控火情，当火点发生在山背/山沟处，因地形造成红外探测视线被遮挡时，利用可见光成像设备对火点升腾起来的烟雾进行图像分析判定，保证火灾监控范围内不留盲区。3. 基于数字高程模型（DEM）三维建模实现的单站点精确火情定位

3、通常火情或事件的定位需要由2个站点配合完成( 类似人类的双眼定位原理) ，我们的系统可由单个站点通过DEM 高程库完成的三维模型实现单站点精确定位，经实测定位精度小于 27 米。系统特点系统特点4. 全景影像本系统可预置大角度巡视轨迹，对监控范围进行环视扫描后，生成全景影像图*。*基于 Matlab 图像拼接工具包，后台生成1系统简介2监测技术3监测指标目 录ONTENTS45C6本系统监测山火的方法主要是图像识别技术和红外温升异常检测技术，所用图像来自监测设备的实时监控画面，并结合地理网格数据定位火点和报警，主要技术点包括：建立输电线路监测范围内的基本地理数据：包括线路、观测点GIS数据，监

4、测范围内的地理图像数字高程模型（DEM）等；获取实时监测图像，采用双视场（红外、可见光）火情分析技术确认火点；基于DEM网格对火点进行精确定位；结合风向、风速等气象数据，对火点推进趋势进行演算；报警和历史数据分析。监测技术基于DEM的三维地理信息系统建模监测技术本系统提供可视化三维建模工具来构建监控区域的地理信息：包括设置监测站点和相应的监控区域数字高程模型（DEM），可提供监测区域的实时画面、卫星地图和数字高程模型地图。本系统所使用的数字高程模型数据基于ASTER GDEM V2 获取，分辨率垂直精度20米，水平精度30米，是谷歌地球卫星地图分辨率的9倍，可满足本系统对山火定位精度的需要。中

5、国高程数据分块图监测技术2. 获取实时监测图像，对图像中的异常情况进行识别，初步确认火点双视场火情分析：可见光和红外热成像。2.1 可见光烟雾和火焰识别技术对监测范围内的可视火焰和烟雾进行识别，适用于白天、夜间明火、或者因地形遮挡的火点升腾起来的烟雾。监测距离远，可达5公里。识别过程主要分以下三步：1） 图像预处理采用图像分割和识别技术，自动区分并标记出 森林区域和天际线，以降低火情虚警率；对雾霾、大风抖动、光线不足等情况进行相应的处理的平滑滤波以消除噪点，灰度处理。可见光2） 进行烟雾特征提取动态特征：对预处理的视频图像进行逐帧差分得到运动对象的轮廓，然后切分成多个小区域进行统计分析：a)烟

6、雾在升腾的过程中，具有内部不断翻滚变化的特征；其中轻烟与背景之间还会发生交替变化，在图像中表现为像素的不断变化，切变化的频率随着烟雾的升腾而不断减小；b)利用山火烟雾的源头相对不变的特性，排除不断移动的运动物体如冒烟的卡车等；c)烟雾形态具有不断变化的特征，以区别于刚性运动的物体。静态特征：通过背景重建算法从连续帧中重建出背景图像，然后使用背景差分、高斯滤波、区域填充等算法进行目标区域的分割，然后提取特征进行分析可见光颜色特征：烟雾像素的颜色在均匀的光照下接近灰度值，并且颜色的三个通道R、G、B值差别不大，且满足一定的数学规律：R a = G a = B a （a为值很小的常量，一般取a =

7、5）80 gray 220 （灰度值）R G 90%21.79 / 76.5649 / 172.27红外热成像*温升：监测目标相对于环境温度的温度变化值，山火温升可达到数百摄氏度，显著高于正常物体的温升，但随着距离的增加有很大的衰减。3） 镜头焦距对红外探测距离的影响根据设计精度要求（2km处4m2着火面积），同时为保证报警的有效性选取有效识别区域的数据，系统采用75mm可变焦镜头。3 火点定位 本系统基于DEM库三维建模实现单点精确火点定位：首先，根据二维监测视野（可见光或红外）到摄像机的距离，摄像机的参数，利用监测视野中心点求解模型确定摄像中心点S坐标；然后利用监测视野边界点求解模型确定监

8、测视野的四个边界长度和坐标；再利用火点在监测视野上对应点的坐标确定火点坐标；最后，基于数字高程模型（DEM），利用通视性算法确定火点在数字高程模型中的具体坐标（经、纬度、高度）。 通常火点或事件的定位需要由2个站点配合完成( 类似人类的双眼定位原理) ，本系统可由单个站点通过DEM 高程库完成的三维模型实现单站点精确定位，经实测定位精度小于半径 27 米 ， 火点精确定位有助于业主方的预防、决策与扑救工作。火点定位火点定位定位过程中使用的坐标转换模型4. 结合风向、风速数据，对火点推进趋势进行演算随着时间的推进，系统实时观察和记录火点位置，并结合气象数据进行推演：考虑多火点，实时更新火点离导线

9、垂直距离的最小值；根据山火蔓延的位置、时间的变化，结合风速/风向仪的实时数据，计算火点蔓延速度，预测时间段t后火点离导线的距离；综合山火蔓延速度、方向、距离等数 据，加权判断出山火预警等级，确定 报警距离；根据报警距离，预测火情影响线路安 全的时间。火情推演5.报警和数据分析对识别和判断的火点进行预警，对于接近预置报警带的火情进行报警，支持监控画面声光及手机短信。报警和数据分析不同山火条件下离导线的报警距离树冠火急进，剑突或长椭圆形800米稳进，带状200米地表火100米地下火50米本系统对所有发现的火情信息进行全过程记录，并支持基于事件、地点和时段的历史信息检索。监控数据、异常数据和报警信息

10、会自动存储在相对应的设备数据栏目中，可以实现快速准确的调用和综合分析。1系统简介2监测技术3监测指标目 录ONTENTS45C6主要设备监控镜头基于红外和可见光双视场的图像监测和识别技术，本系统所采用的监控镜头具有以下主要特征：使用目前最先进的焦平面探测镜头红外镜头采用非制冷双视场红外热成像，图像清晰，自动调焦红外镜头温度灵敏度高，可实时自动测量视场中物体的最高温度可见光镜头采用CCD摄像头，成像明锐度高，利于识别使用寿命长，设备可以长时间连续工作主要设备主要设备电源基于电池和风光补充的电源解决方案：单站点大容量（200 ah）电池组提供稳定的直流电压；使用寿命长，低温性能好，可重复充放电10

11、00次；多组单晶硅太阳能电池板辅助补充电能。主要设备主要设备重载云台本系统所采用的云台具有以下主要特征：机身选用铝合金材料，外壳选用铝合金材质旋转速度精确调控，水平0.1/s5/s，垂直0.1/s5/s预置位数量多，精度高，误差0.1通过严格的电磁干扰实验提供多种方式抵抗天气环境干扰主要设备主要设备风速/风向仪本系统所采用的风向监测设备具有以下主要特征：风速测量范围060m/s，误差2m/s，分辨率0.01m/s，启动风速0.1m/s，响应时间0.25s风向测量范围0360，误差2，分辨率1主要设备2. 技术指标技术指标可见光成像指标图像传感器CCD，1/3英寸，500万像素；（可根据选配摄像

12、机不同变化）镜头大于10倍光学变焦，大于200mm焦距，具备透雾，天然聚焦性，自动光圈带预置位；（可根据选配镜头不同变化）有效像素1920（H）*1080（V）；（可根据选配摄像机不同变化）变焦自动智能降噪3D数字降噪（3D-DNR）热成像仪指标热成像探测器非制冷焦平面，分辨率384*288，热灵敏度50mK，7.5-14m响应热成像镜头75mm焦距，F1.0远程设置远程操作系统菜单，可实现多种工作状态切换测温方式全屏最高温点实时追踪（动态）技术指标操作指标控制速度水平0.0112/s，垂直0.018/s转动角度水平0360连续旋转；俯仰+45-45预置位100个预置位（精确到0.1），断电后不丢失，不偏离空闲时间功能可设置160分钟自动归位时间定时功能定时彩转黑、报警巡视分组8条巡视轨迹，每条10个巡视点文字叠加支持中