面向森林火灾的人工巡视与无人机巡视效益评估

为建立森林火灾人工巡视与无人机巡视效益评估框架,推动人工巡视和无人机巡视的综合运用。提出结合人工和无人机巡视影响因素,建立包括4个一级指标、8个二级指标和18个三级指标的巡视效益评估指标体系,通过博弈论组合赋权法确定各指标权重的最优组合权重,运用云模型分别构建出无人机和人工巡视技术效益评估模型。研究结果表明:人工巡视和无人机巡视的效益评估指标体系的一级指标相同,而二级指标不同之处在于物资保障和航行稳定性;将该巡视效益评估模型应用于祁连山森林,验证评估模型的客观性与全面性。研究结果可为人工和无人机森林火灾巡视效益评估提供有效工具。

祁连山国家公园信息大数据处理系统智慧决策平台设计与开发

利用空间数据技术、大数据分析和挖掘技术、物联网、互联网+等先进技术,切实提高武威市祁连山国家公园当前林草项目管理与行政审批、国家森林督查等业务处置能力。通过森林巡护、三维电子沙盘、综合智能分析平台的设计与开发,探索进行前期预测、事发进行处置建议,为祁连山国家公园生态保护工作提供相关辅助决策,提出武威市祁连山国家公园信息大数据处理系统智慧决策平台设计方案。

无人直升机在森林防火中运用分析

为解决传统森林防火工作中存在的全天候监测能力不足、灾情响应预测滞后问题,规避由防火不当引发的火灾蔓延、损失加重问题,保障森林火灾管控效能的提升,对无人直升机技术进行了深入系统研究。先简要分析无人直升机在森林防火中的运用方向,然后归纳无人直升机森林防火运用策略,提出科学确定飞行高度、优化调整航行参数、提高飞行适应能力、提前开展飞行测试等建议,希望能为森林防火工作提供借鉴。

基于北斗和GPS的森林防火人员调度指挥系统

森林防火人员监控调度指挥系统是根据森林防火人员调度指挥工作的实际需要,设计并实现的基于北斗定位导航技术、GPS、GIS的软硬化一体平台。系统实现的功能主要有:人员实时定位、重点区域或人员监控、巡护人员与系统互通信、人员历史路径查询、人员巡山防火执勤工作量统计等。该系统构筑了森林巡护工作的信息服务网络,加强了森林巡护工作的落实,并为科学地应急指挥调度提供决策支持。

基于遗传算法的森林防火航空巡护路径规划

针对防火监测区地形地貌、森林资源分布、火灾发生规律以及执行巡护任务的飞机性能等影响因素,提出一种规划森林防火航空巡护路径的方法及流程,利用遗传算法实现路径规划最优解的求解.对实验区的计算结果表明,该方法得到的最优路径与原路径相比,长度缩短了46.06%,且能实现对监测区域的全覆盖,从而减少巡护费用,提高巡护效率.

林火巡护车辆横向动力学特性分析

建立了该车辆的线性二自由度数学模型,通过数学计算的方法分析了该车辆的横向稳定特性,对车辆的稳态响应进行了数值分析。应用虚拟现实技术对林火巡护车辆建立了多体系统动力学仿真模型,模拟分析了稳态转向特性及瞬态响应特性。研究结果表明,虚拟试验方法与数值分析计算结果非常吻合,该车辆具有不足转向特性,其质心位置是影响该车辆横向稳定性的重要因素之一。

林火巡护与扑救车载定位系统设计

针对林火发生的特点,结合我国林区现状,研究并设计了用于林火地面巡护与早期扑救的车载卫星定位系统和远程管理软件系统,结合卫星定位系统和移动互联网技术,实时精确地采集和回传灾害现场的关键信息,生成地图地形标记,为防火指挥部门提供详细准确的火灾现场数据。实验表明,该系统可以实时可靠地回传现场坐标、海拔、温度等信息,地图位置标注准确。

全路况林火巡护车辆巡护追踪系统设计

根据林火发生的特点和我国林区的交通、地形等实际情况,研究与设计用于林火地面巡护与早期扑救的全地形车辆的追踪定位系统。采用GPS和无线通讯以及地图相结合的定位系统,对于火场定位、林火扑救调度等情况能实时、快速、准确地测定火险位置和范围,精确度高、安全性强,为防火指挥部门提供大量火灾依据,对森林火灾的救援起到重要的作用。本文介绍巡护车辆追踪定位原理,进行系统主要硬件结构的设计与软件设计,把地图与定位系统结合,实现对巡护车辆的追踪和定位。

林火巡护与扑救车辆地形通过性仿真分析、实车试验

对国外引进的林火巡护与扑救车辆开展实际测绘,建立了车辆三维立体多体动力学模型,并对车辆的地形通过性进行仿真分析,对实际车辆进行地形通过性的实车试验验证,获取了该车在越野通过性方面的性能参数极值。

基于旅行商问题的森林防火巡逻路径优化

在对传统TSP(traveling salesman problem,旅行商问题)模型进行研究的基础上,通过传统TSP模型和森林防火巡逻路径模型的比较,提出一种新的森林防火巡逻路径模型,并根据该模型对TSP算法进行第一次改进。然后,又在第一改进的前提下,首次将三维空间概念引入TSP算法,实现TSP算法的二次改进。随后对两次不同程度的改进分别进行了测试和分析。结果表明,两次改进优化效果都十分明显,第一次测试的路径优化效率达到61.6%,第二次测试的优化效率也达到47.9%。

飞艇森林巡防轨迹跟踪的滑模控制

为实现无人飞艇在森林巡防时的轨迹跟踪控制,针对飞艇飞行运动的非线性、耦合等特点,提出一种滑模控制方法。基于牛顿第二定律等定理推导飞艇巡防飞行的精确数学模型,并通过选取状态向量和控制向量,将其数学模型描述为非线性控制系统。通过泰勒级数展开将非线性系统简化为线性系统,并设计滑模控制律,同时采用饱和函数的方法抑制了滑模控制中的抖振问题。基于Lyapunov稳定性理论证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明,该方法的轨迹跟踪效果较为理想,可实现无人飞艇对期望轨迹的精确跟踪。

林区巡检中GPS接收机的设计

以Trimble公司的LassenTMSQ GPS-OEM板为核心,设计了一款专门用于林区巡检的GPS接收机,并给出了林区巡检中GPS接收机的组成框图以及软、硬件的特点。

林火巡护与扑救车辆悬架系统运动特性仿真及优化

基于先进高效的功能化虚拟样机技术,以ADAMS软件为开发环境,对林火地面巡护与扑救车辆悬架系统进行了建模、仿真试验、评价与优化设计。结果表明,通过对悬架系统关键硬点坐标参数值的优化,可以提高悬架系统的总体性能,可为同类型车辆的进一步改进提供理论依据。

大数据视阈下我国林区治安防控数据框架体系构建

林区治安防控体系关系着森林资源和野生动物资源安全,更关系着公共安全和人类生命健康安全。打造共建共治共享的社会治理格局,林区治安防控体系建设要加快融入社会治安防控体系建设总体框架。以林区治安防控体系为研究对象,分析当前林区治安防控体系建设现状及存在的问题,结合大数据技术,设计林区治安防控的数据框架体系。该体系包括数据采集模块,数据分析与决策模块及执行模块。通过该体系的构建,可以极大提高林区社会治理能力,保障公安体制改革的效能。

林火巡护与扑救车辆操纵稳定性研究

采用车辆系统动力学分析理论及MSC.ADAMS软件,建立了林火巡护与扑救车辆系统动力学仿真模型,并对其进行了操纵稳定性的仿真分析,模拟了车辆角阶跃输入试验和双移线试验,结果表明,该车辆的操纵稳定性能可靠,输出参数满足车辆性能要求。

基于无人机红外影像的森林火灾燃烧点检测方法

【目的】森林火灾对生态环境的破坏巨大,各种火灾探测方法近年来备受关注,但不同的检测载体与检测数据在森林火灾检测的应用中仍具有各自的局限性。为此,提出一种基于深度学习与无人机红外影像的森林火灾燃烧点检测模型,旨在减少无人机森林火灾检测的延迟和丢失,提升森林火灾检测效率和检测能力。【方法】采集中国北部亚干旱地区森林火灾巡护数据,增加北亚利桑那大学无人机森林燃点数据提升模型的学习范围,同时对数据进行数据增广,提升模型学习的数据量。利用红外影像的成像特点对森林火灾燃烧点进行特征放大,降低检测数据的复杂度。引入计算量适当的目标检测算法,减少无人机森林火灾检测系统的检测时延。【结果】1)红外影像下的森林火灾燃烧点检测模型在非极大抑制IoU阈值为0.3的条件下,其检测AP(Average precision)值达到了0.9616,检测精度(Precision)达到了0.9293。2)红外影像森林火灾检测模型在40 fps的实时视频中的检测速度平均达到了31 fps。3)在图像翻转、图像旋转与图像仿射变换3种数据增广模式下,模型的检测性能达到最高。【结论】基于红外影像的森林火灾燃烧点检测模型对森林火灾更敏感,减少了森林火灾检测的计算量,减轻了地面站计算机的计算负担。图像的色域变换对红外数据下的森林火灾燃烧点检测模型提升效果不明显。

射频卡技术在森林巡查精确管理中的应用

阐述射频卡技术的优势,将其应用在森林巡查精确管理中,建立森林巡查管理系统,可有效提高对森林巡查人员的监管,对保护森林资源起到了积极的作用。

基于孤立森林算法的巡检机器人通信异常数据自动检测方法

由于通信数据异常会影响巡检机器人对巡检任务数据的接收精度,因此利用孤立森林算法实现巡检机器人通信异常数据自动检测方法的优化设计。首先,在构建的通信信道环境下,采集巡检机器人通信数据,从通信流量、数据信噪比、数据包平均长度等方面,提取通信数据特征。其次,利用孤立森林算法,计算通信数据异常分值。最后,通过异常分值的分区比对和数据特征的匹配,以可视化的形式输出通信异常数据自动检测结果。通过性能测试实验发现,优化设计自动检测方法的误检率和漏检率均低于预设值,即优化设计方法具有较高的检测精度。

基于深度学习的森林防火系统设计

对近年来国内外森林防火系统以及应用于森林火灾的检测算法现状进行研究,针对前后端融合不足等问题提供一种解决方案。在筑牢森林防火防线的基础上,运用无人机遥感技术对目标区域森林进行日常巡检及数据采集,采用深度学习算法对无人机传回数据进行分析、诊断、反演,搭建微信小程序及数字孪生平台,设计一种自动化、智能化的森林防火安全系统,为实现绿水青山的中国实践提供新思路。

杨东山十二度水自然保护区信息化推动林区巡护新模式

介绍广东省乐昌市杨东山十二度水自然保护区推行网格化巡护管理模式的必要性。通过划分网格,明确责任,建立机制,夯实基础,加强信息化管理,提高效能,实现了岗位化的人员管理,事件管理到点,责任管理到位,以及护林巡护数据的可追溯。因网格化管理尚处于探索起步阶段,存在着护林员认识不到位,使用上存在约束条件以及管理上成本较高等问题,下一步需要从注重管理形式向注重管理内容上转变,把管理工作进一步细化。