森林火災(zāi)是一種受天氣條件和生態(tài)環(huán)境影響的嚴(yán)重自然災(zāi)害，突發(fā)性強(qiáng)，破壞性大，撲救難度大，是森林災(zāi)害。傳統(tǒng)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)以瞭望臺(tái)為主，巡航飛機(jī)和衛(wèi)星測(cè)報(bào)為輔。瞭望臺(tái)通過用肉眼觀察煙霧來發(fā)現(xiàn)森林火情，一般小火時(shí)煙霧不易發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)時(shí)往往已釀成火災(zāi)，此時(shí)煙霧彌漫很難發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生的位置和發(fā)展方向。通過觀察煙霧測(cè)定的數(shù)據(jù)誤差較大，尤其在夜間觀測(cè)困難。因此，采用視頻監(jiān)控方式*時(shí)間發(fā)現(xiàn)火情就顯得十分必要。由于普通CCD受大霧、光線等環(huán)境影響嚴(yán)重，觀測(cè)范圍比較小火災(zāi)識(shí)別率不高。如在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的，這是毀滅性火災(zāi)的根源。
　　
　　用現(xiàn)有的普通監(jiān)視系統(tǒng)很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。而紅外熱像儀應(yīng)用在森林防火中，相比于普通的的視頻監(jiān)控方式的zui大優(yōu)點(diǎn)就是不需要可見光的支持，這對(duì)于受光線限制的林區(qū)或者是在夜間探測(cè)的情況下，極大的便于火情的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)防，而且大大降低了森林防火工作中的成本。并且由于紅外熱像儀的感熱特性，應(yīng)用紅外熱像儀的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以更迅速地對(duì)濃煙、地下火、隱性火等火情進(jìn)行預(yù)警，及時(shí)將火災(zāi)消滅在萌芽階段。
　　
　　一、紅外技術(shù)原理
　　
　　紅外輻射是物體的固有屬性，其本質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)，任何高于零度以上的物體(包括固體、液體和氣體)都有紅外輻射，物體的溫度越高，分子或原子運(yùn)動(dòng)越劇烈，其紅外輻射越多。當(dāng)物體與周圍背景之間、以及物體本身不同部位之間存在著溫差，就會(huì)輻射出不同的能量，紅外成像器利用物體間的紅外輻射差來探測(cè)成像。
　　
　　因而任何物體在任何時(shí)刻都要*地向外輻射電磁波。物體輻射的電磁波是其溫度的函數(shù)，通常還與物體的輻射本領(lǐng)有關(guān)。紅外輻射是介于可見光與微波之間的電磁波，其波長(zhǎng)在0.75um-1000um之間。由于人的眼睛看不到紅外輻射，需要借助紅外探測(cè)系統(tǒng)才能進(jìn)行觀測(cè)。被動(dòng)式紅外探測(cè)系統(tǒng)就是利用物體溫度及其輻射本領(lǐng)的差異制成的，用它可以對(duì)物體進(jìn)行探測(cè)、測(cè)量、跟蹤、搜索和成像等。
　　
　　來自目標(biāo)或輻射源的紅外輻射，經(jīng)大氣傳輸后，被光學(xué)系統(tǒng)接收，調(diào)焦并聚焦到紅外探測(cè)器的響應(yīng)平面上，然后把輸入的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)過放大和處理，zui后在顯示系統(tǒng)中顯示出來，或者驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。這種紅外探測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠直接反映物體的特征參量。如物體的溫度或物體的各部分溫度的分布情況，物體的空間方位及其運(yùn)動(dòng)情況等等。
　　
　　紅外探測(cè)器是紅外熱像儀的核心器件可分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器兩大類。熱探測(cè)器是指吸收紅外輻射后，使熱敏元件溫度升高從而引起與溫度有關(guān)的物理參數(shù)改變的探測(cè)器，如：熱敏電阻、熱電耦、熱釋電電測(cè)器等；光子探測(cè)器是通過光子與物質(zhì)內(nèi)部電子相互作用，產(chǎn)生電子能態(tài)變化而完成光電轉(zhuǎn)換的探測(cè)器，分為光導(dǎo)型與光伏型兩類。光導(dǎo)型探測(cè)器是當(dāng)半導(dǎo)體吸收光子能量后產(chǎn)生非平衡載流子，參與導(dǎo)電使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加；光伏型探測(cè)器是在非本征半導(dǎo)體上形成P-N結(jié)，在入射光子的作用下產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，結(jié)間電場(chǎng)使兩類載流子分開而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)探測(cè)器單元數(shù)，探測(cè)器分為單元探測(cè)器、線陣列探測(cè)器和面陣探測(cè)器。
　　
　　二、預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)組成
　　
　　1、紅外熱像儀
　　
　　紅外熱像儀能夠在漆黑的夜晚生成鮮明的圖像，不同于其它技術(shù)，紅外熱像儀無需光線亦可產(chǎn)生鮮明圖像，其可穿透薄霧和煙霧，在任何天氣條件下進(jìn)行拍攝，這就使其成為全天候不間斷遠(yuǎn)程監(jiān)控的選擇。除了基本的熱成像功能之外，紅外熱像儀還具有測(cè)溫功能，數(shù)字圖像增強(qiáng)技術(shù)和偽彩色功能。測(cè)溫功能可以幫助工作人員實(shí)時(shí)了解所觀測(cè)點(diǎn)的溫度信息并分析圖像zui高溫度點(diǎn)出現(xiàn)區(qū)域；數(shù)字細(xì)節(jié)增強(qiáng)技術(shù)可以提高紅外成像系統(tǒng)的細(xì)節(jié)分辨能力，方便人工識(shí)別火源及其他高溫目標(biāo)；偽彩色技術(shù)可以將黑白熱圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像，進(jìn)一步增強(qiáng)圖像的對(duì)比度。
　　
　　2、可見光高清相機(jī)
　　
　　可見光高清相機(jī)作為紅外熱像儀的輔助，可以進(jìn)一步幫助工作人員及時(shí)有效的識(shí)別火源；同時(shí)，在后臺(tái)運(yùn)行透霧算法，可以有效減弱霧霾天氣對(duì)可見光成像的影響，zui大限度地為工作人員呈現(xiàn)鮮明清晰的可見光圖像。
　　
　　3、前端設(shè)備
　　
　　紅外可見光雙目熱源探測(cè)與預(yù)警網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用一體化雙光譜設(shè)計(jì)，同時(shí)集云臺(tái)護(hù)罩、視頻編碼器于一體，兼有可見光和紅外夜視功能。可對(duì)視場(chǎng)范圍內(nèi)觀測(cè)物體進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)視場(chǎng)中的高溫目標(biāo)并發(fā)送目標(biāo)溫度及報(bào)警信息。設(shè)備采用高強(qiáng)度特殊材料，經(jīng)過特殊加固及密封處理，具有良好的抗震、抗沖擊、防塵等特性，可滿足室外架設(shè)條件，是全天候安防監(jiān)控的*設(shè)備，產(chǎn)品可與目前常用平臺(tái)和控制設(shè)備兼容，根據(jù)不同監(jiān)控需求，增加了自動(dòng)巡航、削蘋果皮、360度螺旋掃描等多種掃描模式，云臺(tái)在掃描過程中通過數(shù)據(jù)通道實(shí)時(shí)回傳云臺(tái)當(dāng)前水平、俯仰的方位角位置，通過無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)視頻信息和控制信息進(jìn)行傳輸。
　　
　　4、數(shù)據(jù)傳輸
　　
　　前端由采集定位系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、設(shè)備防盜監(jiān)控系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)、智能太陽能供電系統(tǒng)等組成；中繼由無線網(wǎng)橋、傳輸天線、智能太陽能供電系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)等組成；中心控制設(shè)備終端由網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、林火自動(dòng)識(shí)別報(bào)警系統(tǒng)、短信發(fā)布平臺(tái)、傳輸系統(tǒng)、電視墻系統(tǒng)、UPS電源等組成。