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智慧林业信息化应用管理解决方案

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2020年4月19日
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智慧林业信息化应用管理解决方案

1.方案综述

    森林是与人类生存息息相关的重要生态资源，森林病虫害及森林火灾一旦大规模发生，会将多年的绿化成果毁于一旦，对中国生态文明建设构成严重威胁。森林火灾的许多不良后果还没法用数字严格计算。比如，土壤侵蚀、燃烧物质造成的大气、水污染。火灾产生的烟雾对全球大气系统有明显的负作用。温室效应加剧，糖类代谢(碳水化合物代谢)受到破坏。
    如何采用现代化信息技术手段对森林火灾、林业病虫害等灾害对森林生态进行更好的保护是摆在我们面前的又一新课题。
    近年来，在森林病虫害及森林火灾防护方面，林业局及相关部门已做出了巨大的努力，也取得了很大的成效，但和少数发达国家相比还存在着一定的差距，特别是在“智慧城市”建设的大潮下，建设智慧林业信息化应用管理系统更是迫在眉睫。为了保护来之不易的绿化成果，保证生态建设可持续发展，需从体制上建立健全森林防火防病虫害长效机制，更需运用技术手段切实提高依法治林、科学管林、预警响应、应急处理和基础保障等森林智慧管理能力建设，有效预防和积极扑救发生的森林灾害，保护森林资源和人民群众生命财产安全。

2.方案组成
    本方案集信息科学、计算机科学、遥感观测、通讯技术、林政管理、地理信息系统、物联网、云计算、大数据、卫星定位技术等众多学科、理论、前沿科技于一体，旨在运用技术手段实现对林业立体化、信息化、智能化管理的目标。

系统构架图 
    本方案由前端采集设备——GAKES工业级北斗智能手持终端、捷可视车辆位置管理智能终端、捷可视双波段远距离热成像摄像机、捷可视ZigBee温湿度传感器和监控中心的应用软件平台——捷可视自主研发的监控管理平台和应急指挥系统组成。

3.方案宗旨
    智慧林业信息化应用管理解决方案旨在实现：
    1）当护林人员巡检过程中如果发现有潜在病虫害或森林火灾现象发生时，可即时经过GAKES卫星定位手持智能终端对潜在病虫害局部进行拍照、描述并实时上传至指挥中心，指挥中心收到信息后，系统能够在监控大屏自动弹出该条信息内容，并实现声光报警提，同时经过上传的经纬度信息自动识别林场位置。
    2）当视频监控画面中出现烟雾、明火或其它火灾隐患现象时，系统自动识别林场位置等相关信息，监控中心大屏自动弹出该画面，实现声光报警提醒值班人员做出判断后进行处理。
    3）当布放于森林中的智能自动探测设备监测到有温度、湿度、烟感等参数有较大变化时，系统可按预先设定的参数数值实现黄色、红色预警提醒，出现预警提醒时，监控中心大屏自动弹出相应位置林区的相关资料，并提醒值班人员进行指挥调度处理。
    4）当指挥中心收到国家林业局、上级主管部门或护林员、周围群众等监测或观察到的火灾警情通报时，系统能根据通报人员提供的经纬度信息或其它位置信息讯速检索到火灾警情的具体位置，并经过调度管理子系统进行指挥调度。
    5）系统可实现省、市、县、站、人五位一体的联动分级管理，上级主管部门可越级调看下属各级辖属部门的视频监控状态，人员工作状态等。上下级指挥中心间可实现远程电视电话会议、指挥、调度。

4.方案功能介绍

智慧林业信息化应用管理系统功能全景图
    1）视频联网联控、分级指挥调度
    本方案能实现全省范围内所有林业站点资源和视频的统一监控，并与省林业厅其它系统互联，同时可根据需要将所辖视频资源共享给地区或国家林业部门。并根据林业实际管理工作需要，系统设计为省、市、县三层平台，采取自下而上逐层汇接的方式构成树形网络分层智慧管理架构。
    2）林业病虫害预警、生物多样性检测
    本方案中的GAKES森林病虫害预警管理系统以巡查、巡防为主要切入点，建立了一套即时发现即时上报，即时上报即时预警，即时预警即时处理的信息化电子管理平台，旨在及时进行调查采样并实时监控，把森林病虫害消灭于萌芽状态。
    3）烟火自动探测识别、监控室声光报警
    当画面中有烟、火等森林火灾迹像发生时，烟感测温智能摄像机会自动捕捉火灾迹像画面，并经过后台软件自动将该画面自动在监控大屏上弹出，同时引发声光报警器工作，提醒值班人员做出判断后进行处理。
    4）火点精确定位、林地查询分析
    警情发生，经过卫星遥感观测的经纬度数据进行搜索定位，借助模糊查询及视频监控来进行火点准确定位，可自动探测出远距离火焰、车辆、人员等林地热源目标，及时分析，实时告警。
    5）森林档案录入、实现动态管理
    本方案将森林档案管理纳入预警管理平台，提供了一套完善的、科学的、统一的森林档案管理软件系统，便于有针对性预防和警情发生，自动形成历史记录，便于实时管理。
    6）巡检及作业车辆定位调度管理
    为巡检防火和作业车辆安装捷可视车辆位置服务智能终端，随时掌握车辆的实际位置和运动趋势，能够做到及时调度、合理部署。.
    7）护林人员定位管理，定位考勤
    我们采用公司产品GAKES工业级卫星定位手持智能终端进行考勤。位置信息会实时上传到中心，系统能够计算出护林人员是否在指定时间出现在预设位置。监控中心能够设定考勤指定时间点段，地理坐标范围。
    8）消防设施管理，定期维修保养
    系统采用先进的RFID技术，有效、准确、快速的对进出物资进行信息自动识别、采集、记录、上传、查询、统计，从而建立起森林防火消防设施管理的数字化信息管理系统。
    9）综合治安管理、案件事件管理
    本方案实现了“五位一体”的森林预警综合管理体系，形成呼叫、巡查、调度、监督、处理、统计及考核等条块结合的案件管理模式。
   10）灾后评估、统计分析报表
    本系统能够阶段性地按地市、按林区、按单位、按车辆、按人员等进行包括但不限于植树造林工作统计、育林工作统计、森林火灾警情统计、森林病虫害记录统计、警情处理统计等进行报表统计。

5.关键技术

    1）火点精确定位
    利用基于GIS定位技术，在收到上级通报的灾情经纬度信息后，输入系统即可查询到灾情详细地理位置和受灾林业档案，并查看该地区监控视频；另外，系统经过视频监控或自动探测设备探测到火灾隐情后能精确测算火点的经纬度和海拨高度，并在地图上予以标注。
    2）烟火智能识别并自动报警
    利用温湿度传感器和双波段远距离热成像摄像机等先进设备，不漏掉任何一处火灾隐患，彻底将火灾消除在“萌芽”状态；前端设备自动探测到火灾隐患后，监控室将自动发出声光报警，提醒值班人员尽快采取措施。
    3）人员定位考勤管理
    智慧林业重在将先进技术与人的力量进行有机结合。林业管理中，护林员的角色依然是重中之重，本方案运用卫星定位技术、GIS、物联网、3G无线传输等前沿技术结合科学的管理思想设计的对人的管理是本方案的亮点。

6.核心产品 
1）捷可视北斗智能手持终端

    该设备是我公司自主研发生产的集智能手机、手持定位机、移动单兵、对讲机功能、RFID读写器等设备于一身的移动物联网智能手持终端。该设备可用于案件拍照、录音、文字警情上报；语音通话、群组对讲、多方通讯、短信调度；精准定位；一键呼救；RFID射频识别等功能。
    2 ）智能温湿度传感器
    利用我公司自主研发的捷可视温湿度传感器和ZigBee无线传输网络，不会影响森林内部的正常运转，不会影响生物的正常生息，是一种有效又无害的检测方式。
    3）双波段远距离热成像摄像机

    长焦高清镜头+可见光高清彩转黑摄像机+大口径非制冷热成像摄像机+重载360度全方位耐低温特种云台可自动探测出远距离火焰、车辆、人员等热源目标，实时告警。实现2km—10km以上昼夜全天时视频监控。
    4 ）捷可视车辆位置管理智能终端

         *  位置信息采集；                 
         *  接打电话； 
         *  收发短信；
         *  短报文；
         *  TTS语音转换； 
         *  一键报警； 
         *  群组对讲； 
         *  远程断油断电。