[发明专利]森林火灾快速测定信息处理系统

说明书

技术领域：

本发明涉及地理位置测量技术，具体是指一种森林火灾快速测定信息处理系统，它以两座瞭望塔交叉粗定位技术、三座瞭望塔冗余测量高精度定位技术、GPS/北斗高精度定位瞭望塔自身位置技术以及北斗通信系统传输数据技术为核心，可以快速对森林火灾区域位置进行高精度测定的系统。

背景技术：

森林是人类宝贵的资源，然而每年都会因为自然或人为原因而引起森林火灾，烧毁大片森林。大多数森林火灾都是因为小火未能及时发现、扑救，而最终酿成大面积火灾。随着科学技术的显著进步，利用卫星监测和定位林火的技术日趋成熟。但是，由于受到卫星过境次数以及其分辨率的限制，卫星探测的误警率较高和定位精度不高，仅适用于对全国宏观区域的林火发生面积和位置进行定期监测，不适合森林火情的实时监测和定位。目前，随着无线传感网络研究发展，无线传感网络在森林火灾的监测和定位方面得到一定研究，但是，由于林区分布广大以及无线传感节点实际分布的问题，使得林火定位技术可能不能及时定位。目前在我国小兴安岭和大兴安岭林区广泛分布着大量瞭望塔，当森林火灾发生时，利用测得火灾方位角度，瞭望塔通知指挥中心或对方，然后在地图上将各观测到方位角绘出，其交点就是火灾发生区域。这种方法得到火灾区域位置定位误差比较大和由于大量人工运行，耗时较多。因此，研究如何快速定位火场区域的位置，具有非常重要的意义。

影响双塔定位技术的精度主要因素有：瞭望塔本身位置的测量精确度、测角精确度。利用GPS/北斗双模定位技术，静态定位精度可以达到毫米级。同时，多站(多于2个站点)冗余测量可以提高测量精度。多座瞭望塔测得的数据通过北斗通信系统快速传输到指挥中心，指挥中心把数据结合当地3D GIS系统进行处理，可以快速得到火灾区域的位置。这种方法不仅快速、精度高，而且可以形象反映森林火灾区域的地理信息，这对森林火灾扑救工作具有极为重要实际应用价值。

发明内容：

本发明的目的就是要提供一种可以快速并且高精度测定火灾发生位置的系统，以代替以前定位林火定位精度不高以及人工观测速度慢的缺点，实现森林火情状况的快速汇报。

本发明的快速、高精度火灾测定信息系统有三个相同的瞭望塔1-A，1-B，1-C和一个指挥中心2以及GPS和北斗卫星系统3组成，每个瞭望塔的基座1-1上配备有光电测角探测单元1-2、全景观测单元1-3以及定位兼通信设备1-4，其中所述的光电测角探测单元1-2采用经纬仪或其它高精度测角设备，所述的全景观测单元1-3采用可以360度自由水平转动的云台或其它具有相同功能的设备，所述的定位兼通信设备1-4采用双模定位GPS/北斗定位设备，北斗设备同时拥有通信功能。指挥中心2中配备有北斗信息接收发送设备2-1、数据处理计算机2-2和GIS软件及数据库2-3，所述的数据处理计算机2-2采用具有高速数据处理能力、非常大的存储容量的计算机，所述的GIS软件及数据库2-3采用当地3D GIS数据库。瞭望塔与指挥中心之间的通信链路是通过GPS和北斗卫星系统3来链接实现的。本发明的系统总体框图参见附图1。

本发明的快速、高精度火灾测定信息系统的工作流程如下：

A选择好三座瞭望塔的安装位置。三个瞭望塔1-A、1-B、1-C设立在经营活动的制高点和林场、居民点附近。在一些无人活动的地区，则不必要设立瞭望塔。因为这些地区火源少，并且修筑难度高，瞭望人员生活困难。在人口密集地区，也没有必要建立瞭望塔，因为任何一地发生火灾，居民点都能及时发现。瞭望塔地点的选择方法可以利用地形模型法选择，即利用地形模型，在假设的观测点的位置上设置光源，这时阴影地段是盲区，在它们的周围画上线，然后把光源移到另一点，以选择盲区面积最小的为最佳观测点。同时要避免三个瞭望塔同处一条直线上。这种选择方法，需要有精确的地形模型。

B在三座瞭望塔分别安装好全景观测单元1-3，并且调整好全景观测单元水平面，把测角的光电角度探测单元1-2放在全景观测单元上；安装好定位兼通信设备1-4，并且校正好仪器。