据有关资料统计，建国以来到1987年，全国年均发生森林火灾15800多次，受害森林面积94.1万公顷，累计受害森林面积相当于同期造林保存面积的三分之一。1987年大兴安岭“5.6”大火以后，全国上下不断加强森林防火工作力度，年均发生森林火灾下降到7000多次，受害森林面积5万多公顷。由此可见，切实加强森林防火，能够有效降低森林火灾发生率。

　　由于森林火灾具有突发性、复杂性、危险性和不确定性等特点，火灾一旦蔓延，扑灭就很困难，因此森林防火工作的重点是从火灾初发阶段入手，将火灾扼杀在萌芽状态。但是茫茫林区，一望无际，要在广袤的林海中发现林火的痕迹，无疑是大海捞针。因而采用技术手段，进行林火监测报警是必由之路。

　　目前，在技术措施上，我国主要以望台、地面巡护、电子监控和卫星探测为主，东北、西南林区还进行航空监测。但是就目前的森林防火情况，仍存在不少困难，一些地方基础设备陈旧、老化，难以满足防扑火需要，尤其是缺乏有效控制、扑救森林大火的手段。“卫星能随时监测林火的发生和动态变化，但是大约每4个小时扫描一次，并且精度相对较低，在具体林火的扑救方面表现出不足;航空巡视成本高，并且受航线、天气以及时间的限制，观察范围小。而森林防火远程监控系统能够将远程实时画面通过无线传输到森林防火监控指挥中心，第一时间掌握火情，为指挥中心的远程指挥调度产生有力保障，是近几年兴起的有效林火检测手段。”北京携远天成技术有限公司产品部副总工程师张震指出。

　　政策支持下 监控系统需求升温

　　针对森林火灾频发的严峻形势，国务院2009年1月修订颁布了《森林防火条例》，对于森林火灾的报告机制以及处理程序做了详细的规定，明确了相关责任;同年3月，《全国森林防火中长期规划》经国务院通过，提出了火灾预防、扑救和保障三大体系建设任务。“国家越来越重视森林防火，下级部门也充分认识到林业防火的重要性，森林防火领域的需求越来越高。”山东省泰安华新电子科技有限公司工程师赵章龙认为。正是由于国家重视以及相关法规的颁布，国内许多省市林业部门开始建设基于无线远程视频监控的可视化森林防火监控系统。

　　其次，森林防火远程监控系统由国家财政拨款以及地方政府出资，因而其建设力度与国家投资息息相关。在国务院4万亿“扩大内需十项措施”中明确加快节能减排和生态建设，在这其中规定“加强重点防护林和天然林资源保护工程建设”。“近两年，林业部门对于森林防火远程监控的需求有了大幅度的提升，并呈现出走高的趋势，” 安联科技股份有限公司总经理助理卢勇指出。

　　此外，技术的进步也是导致用户对森林防火远程监控产生青睐的原因之一。与其它领域不同，森林防火重在一个“防”字上，不同于一般领域出于防盗或者事后追踪的目的，直接而言，就是事中预警，及时发现林火，扑火灭火，杜绝火灾扩大。泰安华新赵章龙提及，“森林防火位置偏僻，环境恶劣，系统从最开始的普通监控，到夜视、高清、透雾、红外，还有自动报警，应急指挥系统等，力求发现林火及时，快速响应。”显然，相关厂商及工程商对用户的需求钻深吃透，提供相应的解决方案也是行业得以发展的原因之一。

　　正是在这三种因素之下，森林防火远程监控得到发展。“森林防火近两年的情况不错，给我们最直接的感受就是项目在增多，林业部门对于远程监控系统也有了一些了解。”北京大陆康腾科技有限公司总经理陈阳如是说。据受访者透露，森林防火远程监控系统在全国多个省市均有安装，以山西省为例，目前已经实现了全省林业资源的联网监控，而浙江、深圳等也都在规划中。 [nextpage]

　　多种技术融合，打造立体监测系统

　　林火发生是一个极其复杂的自然现象，涉及的因素众多，森林防火工作人员需要面对错综复杂的信息，要在很短的时间内判断林火发展趋势，掌握现场状况，采取决策，并不容易。基于3S技术的森林防火远程监控系统在林业系统中得到广泛应用，作为辅助手段提高了森林防火工作人员的判断能力和现场指挥能力。

　　森林防火远程监控系统将重要林区的实时图像传回监控中心，比传统的人工观察方式进步良多，但是仍然存在一些固有因素的限制。比如作为监控者自身存在的弱点，监控设备在功能以及性能上的局限性，这些因素使监控系统或多或少存在报警信息没有及时发现、精度差、报警响应时间长等缺陷，从而导致整个系统预警的实用性降低。因而，目前除了普通的视频监控，森林防火监控系统尝试将3S技术、林火自动识别技术、红外热成像技术相结合，纳入同一个平台中，力求较好地克服现有监控系统的不足，及时发现烟、火等疑似警情，自动触发报警并联动相关单位。

　　林火自动识别 事中预警

　　森林防火关键在于发现火情隐患，并及时采取有效的应对措施。目前，视频监控多处于人工监视状态，受人眼容易疲劳等因素影响，容易造成漏警，林火自动识别是对普通视频监控的一个有力补充。

　　“当前，在森林防火应用中，林火自动识别受到用户的关注，在林火发生的初级阶段辨识并报警，对用户而言是非常重要的，绝大多数的用户在建设森林防火视频监控系统时会询问到关于林火自动识别产品的应用情况。”重庆市海普软件产业有限公司董事长陈秀祥表示。林火自动识别软件对前端信息进行智能辨识，烟火图像识别模块是林火识别预警系统实现火灾探测的关键，烟火图像识别是采用数字图像处理和模式识别算法对视频数据流进行分析，在森林背景下，提取烟火目标有效图像特征，根据火险烟雾的行为特征，如颜色分布、形状、轮廓、纹理等，与火灾、烟雾图像在光谱特征、空间几何特征上的差异，区别烟和雾、灯光和或、霓虹和火的行为，从而判断林区图像上是否有疑似火点。

　　“一旦发现有火灾隐患，立即发出警报，起到事中预警的作用，并启动相应的预案，既减轻了工作人员的工作压力，又保证了火情信息的实时性与准确性。”沈阳里奥高新科技发展有限公司工程师赵龙铠指出。

　　当软件发现“疑似”火情时，通过软件将云台锁定“疑似”火情，同时进行自动录像以及报警，并向值班人员发出报警信号，通知监控人员辨认，值班人员可以根据实时视频图像确认是否是火情;如果“不存在”疑似火情，系统将按照设定的参数继续识别监控数据。

　　对于预案的处理，海普陈秀祥做了进一步的解释，在森林防火应用中，森林面积辽阔，往往会安装多个监控点，并且监控点覆盖的面积通常会在0.5-20KM不等，因而，当火情确认后，地理位置的确定非常重要。当值班人员确认火情后，可过根据前端摄像机的绝对三维(纬度，经度，相对高程)以及该摄像机的疑似火情时的三维(云台的水平转角，云台的垂直夹角，镜头的焦距)，结合GIS地理信息系统，精确计算出目标的具体位置，从而向指挥中心发出报警信息，采取相应措施积极扑救。目前，重庆缙云山、九寨沟、内蒙通辽、黑龙江穆林、南京雨花区、江西萍乡等地森林防火远程视频监控中均有应用。

　　“林火自动识别软件在森林防火领域是一个很明显的趋势，但是识别在技术上面临着相当多的难点，并且森林防火应用环境各不相同，实际应用效果并不是很如意，”泰安华新工程师崔健指出，“我们经过几年的摸索，采取软硬件相结合的方式，在识别率上有了一个提升，”他进一步补充。目前，森林防火领域，不少厂家都在做林火自动识别的研究，主要厂家有泰安华新、海普软件、大陆康腾、清华同方、沈阳里奥、深圳亿成安等。 [nextpage]

　　红外热成像 辅助监测热点

　　红外热像仪顾名思义就是把物体的红外辐射转变成可见光，通过探测细小的温度差别，产生图像。可以说，红外热成像技术并不是一个新技术，其在石油、化工业、玻璃业、冶金、通信、食品、电力等生产监视与品管控制等都有应用。但在森林防火领域，由于价格太高，目前的应用还只是一个初级阶段。

　　自然界中一切温度高于绝对零度(-273.16摄氏度)的物体都不断地辐射着红外线，红外热像仪利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号，经过数据处理显示红外热图像。树木燃烧是有规律的，当树木被加热到着火点后才能被燃烧，燃烧后其中心温度会进一步提高，并逐渐将周围没有燃烧的部分加热到着火点，蔓延燃烧，这个过程中温度是逐渐升高的，当火焰在蔓延时，火焰中心温度高，而周围还未达到着火点的部分温度相对较低。利用远红外的探温特性，可以智能地检测到温差骤变区域及坐标并向值班人员进行报警，使管理人员第一时间发现火情，并采取措施。

　　在森林防火中，红外热成像能够快速有效地透过烟雾发现隐火。“红外线的波长较长，红外热像仪不仅可在完全无光的情况下观测，还可以在黑夜或浓厚的烟幕、云雾中远距离观测目标。普通可见光摄像机在夜间难以成像，观测距离较短，而红外热像仪是被动接受目标自身的红外热辐射，受气候条件的影响非常小。”浙江大立科技股份有限公司工程师庞文正指出。

　　此外，“红外热成像仪是通过温度来进行报警的，但是所有的物体都有自身的温度，因此在设定红外报警温度时需要考量环境温度，以及着火点至测温仪间温度的衰减。”浙江大立庞文正进一步补充。

　　红外热成像仪在森林防火领域受到关注，但是由于价格较高，目前实用案例并不多。主要在一些景区防火中试水，比如说杭州的太子湾公园，灵隐寺等等。

[nextpage]　　GIS技术 精准定位

　　一旦发生火情，在第一时间内将所有的扑火设备、人力合理调配到现场，是关系扑救工作成败的重要因素。星星之火可以燎原，火本就是最难被控制的，森林中的树木枯草都是易燃物，一旦燃烧面积扩大扑灭将非常困难，因此，森林防火重要的是当火情发生时，及时扑灭火星。那么，从发生火情到开始扑救的时间当然越短越好，准确迅速的调度扑火人员及物资显得至关重要的。“GIS(Geographical Information System)以其强大的地理信息空间分析功能在一些领域中得到广泛应用，但是在森林防火中，GIS是系统建设的核心，是防火指挥平台的基础和必要工具，整个系统的日常管理和防火指挥都是在GIS平台上完成。”安联卢勇指出。

　　GIS技术是森林防火平台建设的基础，并且结合遥感(Remote Sensing，RS)以及全球定位系统(Global Positioning System，GPS)为森林防火服务。RS覆盖面积大，成像迅速、成本低廉，能随时监测林火的发生和动态变化;GPS在全球任何地方，任何时间，任何气候都可以接收并定位，可以与扑火队伍和运载配备GPS通讯后，将队伍行进的位置和路线及时传输到指挥部的GIS系统之中进行准确定位;三种图像叠加整合就可以通过GIS来产生地图，从而对扑火队伍行动的方向、位置、到达的目标地及时的纠正和调整。森林防火地理信息系统(GIS)的建立，将所有相关信息直观的表现，为森林防火信息的获取、管理查询、检索提供快捷的工具和支持，为防火提供有效规划和决策支持，做到扑救有效。

　　森林防火远程监控系统中，每个前端采集点都有独立地址编码，坐标与GIS系统中的位置一一对应，一旦发生火情，经过GIS系统通过数据处理即可实现火点定位，获取火点发生地经纬度，并且根据前端摄像机的相对三维，准确得出着火点的地理位置。同时，启动后台的短信发布平台在第一时间通知防火相关领导和人员。

　　“火灾会因为气候、植被、地形等原因时时刻刻变化，因此，森林防火是没有办法形成固定预案的，但是可以通过GIS系统，绘制火灾蔓延图，来辅助做出最佳的扑救方案。”海普软件陈秀祥指出。当发生火情时，GIS系统会迅速的告知指挥者，哪里发生火灾，火灾发生地周围有哪些需要保护的对象，有哪些扑火资源，扑火队伍的实际位置以及到达的目的地信息，自动算出最佳的行进路线以及到达目的地需要的时间。同时，系统会显示该防火点的防火能力是否能满足要求，如果不能，应该到哪个邻近点调拨防护设备时间最短;有哪些路可以到达火灾发生地，这些路分别可以供什么样的车辆进入等等。所有的扑火资源以及地理信息资料都会输入到含GIS系统的平台中，调度方案通过建立模型数据来提供给指挥者参考。

　　一旦发生火情，GIS系统还会结合通讯技术，成为中心枢纽网，将各种途径传递的各种信息统一管理协调。 [nextpage]

　　应急指挥决策 森林防火的关键

　　在火灾发生后，为了减少森林火灾所造成的损失，最重要的就是把林火控制在初发阶段。“为达到这一目的，一方面需要扑火队伍的快速反应，先进的扑火技术和集中优势兵力打歼灭战;另一方面也需要总结过去的经验教训，根据火场的林地条件，林火蔓延速度、扑火队伍到火场所需时间、火周边长、周边扩展率、火场面积等进行科学预测，投入适当扑火兵力，合理地进行战斗编程。”北京大陆康腾科技有限公司总经理陈阳强调。

　　扑救决策是森林防火应急指挥的核心，林火受环境影响，火势多变，决策会受到过程的影响而产生变动，作为一个指挥者，需要掌握的因素众多：气候因素、火场情况、扑火队伍分布、林火蔓延速度、火场增长率等。

　　可见，面对突发火情，需要的是一套强有效的应急指挥系统。森林防火重在管理，其工作突出在“日常性”和“防”字，即每天的工作基本都是相同的，不间断的监视和维护，管理着森林的非火期、潜伏火期以及明火期的火情和火势，并做出常规性判断和决策。“将森林资源数据、林相资料、森林资源统计数据、防火力量的配置、人员分布情况、历史数据数字化、矢量化，建立一套系统，达到森林防火的资源管理、应急预案、指挥扑救、灾后评估模块化是林业系统迫切的需求。”沈阳里奥赵龙铠认为。除了国家林业局所建设的防火信息系统，整合3S技术、视频监控系统、林火自动识别技术、红外热成像技术、无线通信传输技术的综合性森林防火联网监控系统是当下的热点，单一的森林防火系统已经不能满足需求，需要发展为数字林业的综合管理。正如大陆康腾陈阳所说，其在日常可作为森林防火部门的互动平台和火情的监控预警前哨，当发生火灾时可以为领导处理突发森林火灾事件提供应急联动指挥、综合辅助决策等，从而全面提升森林火灾的综合防御和控制能力。当前，森林防火监控系统初步实现三级联网，比如说山西省。

　　预案管理是应急指挥平台的一个重要的部分，即当确认火情后，判断火险级别，在预案列表中自动生成预案文本，并通过短信平台将火情及预案发送至相关人员。根据火灾发生地形地势分析、缓冲区分析、可视域分析、最短路径分析等，进行火情蔓延趋势推演，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，进行火行为模拟分析，预测火情发展态势，为扑火指挥提供科学的决策依据，完成对下属部门的命令发布、工作查询、人员调配工作。

　　在应急指挥系统中，操作界面众多，用户的操作人员中部分对电脑并不纯熟，为了好操作易使用，厂商搭建的森林防火指挥平台或森林防火应用系统也颇费心思，力求好用实用。“我们目前实现的是以GIS系统为基础背景，搭建一套可视化的平台，作为整个系统与用户交互的主界面，系统的所有操作功能都在该平台上完成，每个子系统都是建设在该平台上的一个应用程序。”深圳亿成安科技有限公司董事总经理张国强说道。

　　下一步 谁走得更快

　　森林防火是个相对较窄且具有“门槛”的行业，从普通的监控发展为综合的森林防火监控系统，系统除了要完成基础的视音频采集、传输和显示之外，还需要整合多种技术，为林业部门提供更加丰富有效的业务应用。

　　在此次采访中，笔者很明显的感受到这个圈子参与者并不多，并且分工明确，专注于平台建设，致力于林火识别的软件的开发，进行传输部分的厂家分工明晰晰，只有少数厂家能够独立完成全端、施工以及平台的搭建一整套解决方案。 “可以做视频监控的厂家不一定可以做森林防火，做森林防火的去做视频监控就相对容易多”，泰安华新赵章龙调侃道。随着国家对于生态环境的日益重视，安防技术的日益成熟，参与厂商的精耕细作，森林防火监控技术必将在森林防火中发挥更为重要的作用，下一步，谁走得更快，让我们拭目以待。