基于数字高程模型的森林火灾远程视频同步跟踪算法

根据手电筒光束照射障碍物形成光圈的过程和摄像机的参数建立摄像机视域的数学模型，利用Janus算法．对视域中心点坐标进行求解；利用圆的正多边形逼近算法，对过视域中心点且垂直于中心视线的平面的边界点坐标进行求解；再次利用Janus算法，提取摄像机视域在数字高程模型上的对应边界点；最后，以浙江省临安市三桥乡的数字高程模型数据为基础，编程实现此算法，并旋转摄像机进行同步跟踪试验。结果表明：该算法能够实现摄像机视域与数字高程模型的同步跟踪显示，从而实现了视频监控技术与地理信息系统技术的信息联动。图6参14     

基于ArcEngine的与林火监测摄像机联动的GIS设计与实现

因林区复杂的地形地貌环境,GIS在林区监测管理系统中的应用给林火定位、地形观察、测距等日常管理带来了极大的方便。视频监控系统是目前国内外监测与防范森林火灾发生的最有效、最经济的方法之一。因此,研究设计了与视频监控技术结合的GIS系统,实现了二维平面地图、三维立体场景和监控画面三者所显示区域的一致和相互间的联动控制功能。系统成功应用在内蒙古白狼林区,给森林防火提供了有效的管理平台。     

智慧森林中火点视频图像自动定位算法

以智慧森林中数字视频监控系统为平台,利用摄像机标定技术和空间立体分析,对森林火灾进行自动定位算法研究。运用穷举搜索法和二分法,借助DEM模型,判断地形剖面上的火点位置。根据林区地形变化的特点,运用摄像机镜头光轴在空间的平移方法,在平面像素坐标与立体空间坐标之间建立映射,简化算法,提高计算精度。实际应用表明,该算法在经过40多组数据的测试,计算的火点位置直线距离误差在95 m范围内,旋转角和俯仰角的精度得到了提高。     

基于ArcEngine的林火视频监测定位系统

为了提高林火视频监控系统的智能化水平,辅助森林防火扑救指挥决策,基于ArcEngine和数据库技术,结合数字云台实时回传的摄像机观测角度,设计林火视频监测定位系统。摄像机水平角和旋转角的准确性是影响系统定位精度的关键因素,研究摄像机水平角和旋转角的校正方法,以减少摄像机的角度误差。以内蒙古白狼林区为例,进行林火视频监测定位系统的单点定位试验。系统对林火识别定位准确,运行稳定可靠。     

基于3D的县级森林防火系统关键技术研究

该文基于县级森林防火的需求,从森林防火指挥需要出发,以森林资源多源数据（遥感图像、GPS数据、地形图、DEM数据、地面调查数据和防火资源数据等）为基础,充分考虑森林资源空间性、多元性、多态性的特点,解决了森林防火本底数据中属性数据和空间数据一体化管理问题,实现了将RS、GPS、GIS和3D 4种技术有机结合的森林防火指挥的管理模式。对森林防火系统的技术构架进行了分析,对系统设计中的若干关键技术问题进行分析并提出了解决方案;以MapX、OpenGL、VC为开发工具,设计并开发了一个县级森林防火系统。      

视频和GIS技术在森林防火中的应用

根据国家林业局最近几年的统计数据表明,全国各地森林火灾不断增多。这不仅导致森林资源受损,还给国家造成了巨大的经济损失,这一情况引起了国家有关部门的高度关注和重视,加强森林防火势在必行。在以往的森林防火中,一般都是应用视频监控技术,但是该技术存在一些不足之处,对森林火灾的防控效果并不是很好。随着我国科学技术水平不断进步,推动了相关技术的发展,GIS技术便是其中之一。大量实践表明,GIS技术可以应用于森林防火当中,并且效果显著,这也获得了林业资源部门的认可。基于此,就视频和GIS技术在森林防火中的应用进行了解析。     

基于地形匹配的图像烟火定位方法研究

目的视频监控是林火监测的主要手段,利用数字云台获取方位角、俯仰角等参数来计算林火位置是目前林火定位的主要方式,而林火定位中常用的方法主要有单点定位、双点定位和多点定位3种方法。目前已有许多研究根据光线跟踪算法,依靠视频图像与三维地形的对应关系实现了三维场景的增强表达,为基于视频图像的定位提供了新的途径。当前,林区普遍通过建立视频监控、数字云台、GIS技术三者紧密结合的软、硬件联动系统进行森林火灾的监测、决策和扑救。本文将视频图像与虚拟地形匹配原理,应用于基于GIS的林火视频监控系统,提出基于图像的林火定位方法,并对定位精度进行分析评估。方法利用地形匹配原理建立林火实景图像与DEM之间的坐标映射关系,针对图像烟火区域选定像元,生成在DEM中对应的区域,并计算和分析该区域中心点的坐标、欧氏距离、方位角、俯仰角以及该区域的形状、可视性、面积、跨沟谷数等特征信息,提出定位区域精度信息分析与评估流程。该流程根据分析结果将定位区域分为可定位区与不可定位区,同时提供详细的烟火位置信息。结果选择北京九龙山自然保护区作为研究区域,对提出的定位方法进行了初步验证,结果表明该方法能提供准确定位精度信息,有助于快速找到火源,实现快速扑救。结论本文基于地形图像匹配的林火定位方法,充分利用了虚拟地形与视频图像的特征匹配关系,为林火快速扑救提供丰富的位置信息。该方法的定位精度只与图像分辨率及虚拟地形与实景图像匹配精度有关,避免了传统云台定位受硬件性能指标的限制;同时该方法也适用于手机等移动设备所拍摄的图像,只需获知拍摄点坐标,就可以实现对所采集图像上目标的定位,对于基于图像的定位分析具有重要意义。      

基于CCD摄像机和ArcObjects的森林火灾自动监测系统的设计研究

通过安装在监控地点的CCD摄像机,借助卫星遥感技术、图像处理技术以及网络通讯设施,结合ArcObjects组件开发方式,在探讨森林火灾自动监测系统总体框架的基础上,对系统数据库和核心模块功能进行分析设计,建立基于CCD摄像机和ArcObjects的森林火灾自动监测系统,解决了传统的以人工实地为主的监测方式,采用CCD摄像机视频监控,结合图像处理技术和人工智能技术,提高了视频监控系统的能力。     

森林防火监测型资源配置评价及优化方法

在三维空间分析等技术的支持下,以森林防火监测型资源的配置评价和优化为研究对象,在森林火险精准区划的基础上,采用监测率、盲区率、重复率等指标来评价森林防火监测型资源配置的合理性,并根据这些指标来对监测型资源的配置进行优化。以浙江省临安市板桥乡为例,实现了从数字高程模型（digital elevation model,DEM）中快速提取山顶点,并结合区域森林火险等级,对每个山顶点做可视域分析和叠置分析,在监测型资源给定的情况下,求算出该乡镇的监测率、盲区率、重复监测率、高火险区域监测率等指标,并根据预先设定的参数来对监测型资源的配置进行优化,使防火资源配置更加科学、合理、有效。图2表5参９     

基于分区灰度投影稳像的运动目标检测算法

针对视频监控系统中，复杂环境引起摄像机抖动，造成运动目标检测不准确的问题，提出了一种基于分区灰度投影稳像的运动目标检测算法.首先对每帧图像进行分区，利用分区灰度投影算法对图像各分区的运动矢量进行准确提取和相关性分析，进行抖动判断，并对抖动帧进行运动补偿.然后利用高斯混合背景建模算法进行运动目标提取.最后对目标提取结果进行形态学处理，以进一步提高目标提取的精度.实验结果表明，本文算法较好地消除了场景中运动目标对运动矢量计算的干扰，实现了在摄像机抖动视频场景中的运动目标的准确检测和提取，大大降低了抖动视频目标检测的虚警率.     

基于GIS的森林火灾自动定位系统设计与开发

根据森林防火管理的实际需求,以嘹望塔视频监控设备为硬件基础,提出了双点定位方法与单点定位方法相结合的综合方案,综合运用组件GIS、ArcSDE数据库引擎、.NET等多种先进软件技术设计开发了鹫峰国家森林公园森林火灾定位系统,解决了目前森林防火基层管理亟待解决的着火点现场定位问题.     

基于MapObjects的森林防火系统的设计与实现

根据森林防火的现状及存在的问题,利用GIS技术完成了森林防火系统的可视化管理,提高了森林防火的管理效率,减少了森林火灾所带来的损失。从系统所用的关键技术、平台的选择与数据库的建立等方面阐述了系统的开发过程。     

基于3S技术的三维扑火队伍跟踪监控指挥系统研究

为解决林火扑救过程中扑火队伍位置难掌握、指挥调度难统一的问题,利用全球定位系统、地理信息系统、遥感技术、网络技术、无线电通讯技术,设计开发了三维扑火队伍跟踪监控指挥系统,应用到森林防火管理中.系统实现了指挥中心通过无线电通讯获取GPS终端定位数据,实时显示在三维虚拟场景和二维电子地图上,同时指挥中心可以向GPS终端发送语音、文字、导航等信息,系统还实现了监控中心通过网络连接GPS服务器,同步获取并显示扑火队伍的定位信息,从而实现对扑火队伍的远程指挥、多级监控,为森林防火决策科学化、指挥快速化、调度实时化提供依据.     

基于可见光视频的森林火灾识别算法

以森林火灾远程视频预警监控工程为依托,对森林火灾发生、发展的可见光视频图象进行研究,提出森林火灾识别算法,并进行处理。分析了基于视频的森林火灾火焰特征,指出火焰特征主要包括颜色变化、面积变化、边缘变化、形体变化、闪动规律和整体移动等。在此基础上,提出了视频图像中的森林火灾区域检测方法与森林火灾识别方法;根据图像区域分割匹配算法,以火焰颜色特征和面积变化为火灾判别依据,统计疑似火灾区域面积,定时地对其进行两两匹配,实现对森林火灾图像的实时检测和识别。经实际验证,该算法的查全率与查确率分别达到72.22%和92.86%。     

用于监测森林环境因子的原野服务器的设计与应用

森林环境因子的监测对森林生态环境的研究和对森林火灾的预防有重要的作用。该原野服务器的特点在于构建基于arm和linux操作系统的微系统,该服务器能够用于采集与森林环境相关的因子参数,能够连接数字视频接收器和无线局域网模块,用无线以太网连接原野服务器和办公室客户端,解决了森林中无法施工布线、视频图像和控制信号采集传输难等疑难问题。该系统已成功应用在伊春市朗乡林业局的防火和监控工程上,视频和数据传输的有效距离达15km以上,并通过现场的反复测试验证。     

基于图像的嵌入式森林火灾监控系统研究与设计

针对目前我国森林防火远程监控中存在的不足,提出了一种基于嵌入式处理平台的森林火灾监控系统,对系统硬件设计和林火图像识别算法两个方面做了详细论述.系统以嵌入式微处理器作为现场控制器的主控单元,现场控制器通过串口与CCD摄像机进行实时通信,获取监测区域的图像信息,对获取的图像信息进行林火识别,若系统判断有林火发生,则将火情信息通过无线网络传送给监控中心,从而达到第一时间发现森林火灾的目的.通过在林区现场进行的试验表明,该系统能够克服工作环境的干扰,且具有响应速度快、识别率高以及监控区域广等特点.     

基于SketchUp与GIS的森林景观可视化实现

森林景观可视化是随着计算机软硬件、三维地理信息系统(GIS)产业发展以及森林经营管理需求而产生的一种新技术,可在景观设计、林业规划和森林防火等方面提供形象、直观的三维空间显示.以浙江省天目山国家级自然保护区为例,以AutoCAD精确绘制的二维数据为基础,利用GIS与SketchUp之间的SketchUpESRI插件把shape文件转成SketchUp可识别的.skp格式数据,再用Google SketchUp智能化软件快速批量处理GIS数据,最后将三维模型输出为Mulitpatch (*.mdb)格式的数据.在ArcScene中,将森林场景、小班线与三维地物模型进行叠加,实现漫游、查询、数据管理及空间分析,达到快速实现森林景观可视化的目的.该方法可批量处理大区域的三维建模数据.对森林景观可视化和森林旅游规划具有重要的参考价值.