基于远程图像分析处理技术的智慧消防分析管理一体化平台

摘要

本发明公开提供的基于远程图像分析处理技术的智慧消防分析管理一体化平台。该平台包括包括区域划分模块、区域参数检测模块、树木密集度检测模块、落叶基本参数检测模块、外部环境参数检测模块、数据处理与分析模块、数据库、预警终端和显示终端,本发明通过对该森林各子区域树木密集度、各子区域落叶绿叶占比、落叶厚度和落叶面积、各子区域外部光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度进行详细的检测和分析，有效的统计了该森林各子区域综合危险影响系数，进而解决了现有的森林消防平台没有对森林自然火灾发生的因素进行检测和分析的问题，大大的提高对森林火灾的防控效率，实现了对森林的智慧消防和高效管理。

说明书

技术领域

本发明属于智慧消防技术领域，涉及到基于远程图像分析处理技术的智慧消防分析管理一体化平台。

背景技术

森林是产生氧气和吸收二氧化碳的重要场所，森林的好坏直接影响了我们生活空气质量的好坏，但是因为森林的特殊结构，森林在冬、春、秋等干燥时间段，极容易发生火灾，这种森林火灾火势难以控制，并且还容易引起重大的空气的污染，因此，对森林火灾的消防分析是十分重要的。

现有的森林消防平台管理主要针对于人员等外在因素对森林消防的影响，通过人员进行定期巡检和对人员野外放火进行管控的方式来实现对森林的活在防控，但是这种通过定期巡检的方式需要消耗大量的时间资源和人力资源，并且对森林的火灾的防控效果并不是十分理想，因此，现有的森林消防方式还存在很大的弊端，一方面，现有的森林消防平台没有对森林自然火灾发生的因素进行检测和分析，一方面，现有的森林消防平台无法实现对森林的智慧消防，另一方面，现有的森林消防平台无法有效的提高对森林火灾的防控效率。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出基于远程图像分析处理技术的智慧消防分析管理一体化平台，实现了对森林的智慧消防和管理；

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供了基于远程图像分析处理技术的智慧消防分析管理一体化平台，包括区域划分模块、区域基本参数检测模块、树木密集度检测模块、落叶基本参数检测模块、外部环境参数检测模块、数据处理与分析模块、数据库、预警终端和显示终端；

所述区域划分模块用于将该森林划分为各子区域，进而得到划分的各子区域，将该森林划分的各子区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...i，...n；

区域基本参数检测模块包括若干参数检测单元，其分别用于对该森林各子区域对应的基本参数进行检测，其中各子区域对应的基本参数包括地理位置和占地面积，进而利用参数检测单元中GPS定位器获取该森林各子区域对应的地理位置，同时利用参数检测单元中的测亩仪对该森林各子区域对应的占地面积进行检测，进而获取该森林各子区域对应的占地面积,进而构建各子区域基本参数集合Z

所述树木密集度检测模块包括若干树木密集度检测单元，其分别用于对该森林各子区域树木对应的密集度进行检测，进而统计该森林各子区域树木对应的数量，进而将各子区域对应的树木按照预设顺序顺序进行编号，依次标记为1，2，...f,...s,进而对各子区域各树木对应的胸径进行检测，进而获取各子区域各树木对应的胸径，并记为p，进而统计各子区域树木对应的面积，进而将各子区域树木对应的面积与各子区域对应的占地面积进行对比，进而统计各子区域树木对应的密集度，其计算公式为

所述落叶基本参数检测模块用于对各子区域落叶对应的基本参数进行检测，其中，落叶的基本参数包括绿叶占比、落叶厚度和落叶面积，进而获取各子区域落叶对应的基本参数，落叶基本参数检测过程包括以下步骤：

A1、将各子区域划分为各检测区域，进而将各子区域对应的检测区域按照顺序进行编号，依次标记为1，2，...x,...y；

A2、利用摄像头对各检测区域地表进行图像采集，进而获取各子区域各检测区域对应的地表图像；

A3、将各子区域各检测区域对应的地表图像进行降噪和滤波，进而获取处理后的各子区域各检测区域对应的地表图像；

A4、进而提取各子区域各检测区域地表图像对应的特征，进而而获取各子区域各检测区域地表图像中落叶对应的轮廓，根据各子区域各检测区域地表图像中落叶对应的轮廓，进而获取各子区域各检测区域落叶对应的面积，将各子区域各检测区域落叶对应的面积记为X；

A5、将各子区域各检测区域对应的地表图像按照落叶对应的颜色进行图像分割，进而提取绿色落叶对应的分割图像，进而提取各绿色落叶分割图像中绿色落叶对应的轮廓，进而获取各子区域各检测区域绿色落叶对应的面积，进而统计各子区域各检测区域绿叶对应的占比，进而将各子区域各检测区域绿叶对应的占比记为F；

A6、同时对各子区域各检测区域落叶对应的厚度进行检测，进而获取各子区域各检测区域落叶对应的厚度，并记为H；

A6、将各子区域各检测区域落叶对应的面积、绿叶对应的占比和落叶的厚度发送至数据处理与分析模块；

所述外部环境参数检测模块包括若干环境参数检测单元，其分别用于对各子区域对应的外部环境参数进行检测，进而获取各采集时间段各子区域对应的外部环境参数，其中外部环境参数包括光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度，进而构建各子区域外部环境参数集合W

所述数据处理与分析模块用于接收树木密集度检测模块发送的各子区域树木对应密集度，进而获取该森林各子区域树木对应的密集度，进而将各子区域树木对应的密集度分别与森林树木对应的标准密集度进行对比，进而统计该森林各子区域树木密集度危险影响系数，将该森林各子区域树木密集度危险影响系数发送至显示终端；

所述数据处理与分析模块用于接收落叶基本参数检测模块发送的各子区域各检测区域落叶对应的面积、绿叶对应的占比和落叶的厚度，根据各子区域各检测区域落叶对应的面积，进而获取各子区域落叶对应的面积，进而将各子区域落叶对应的面积与各子区域对应的占地面积进行对比，进而统计该森林各子区域落叶面积危险影响系数，其计算公式为

所述数据处理与分析模块用于接收外部环境参数检测模块发送的各子区域天气环境参数集合，进而获取各采集时间段各子区域对应的光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度，将各采集时间段各子区域对应的光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度分别与该森林对应的各采集时间段对应的标准光照强度、标准甲烷浓度、标准氧气浓度和标准温度进行对比，进而统计该森林各子区域各外部环境参数危险影响系数，进而统计该森林各子区域外部环境综合危险影响系数，进而将该森林各子区域外部环境综合危险影响系数分别与预设的外部环境综合危险预警系数进行对比，若该森林某子区域外部环境综合危险影响系数大于预设的外部环境综合危险预警系数，则将该子区域记为火灾预警区域，进而统计火灾预警区域的数量，并提取各火灾预警区域对应的编号和地理位置，进而将各火灾预警区域对应的编号和地理位置发送至预警终端，同时将该森林各子区域外部环境综合危险影响系数发送至显示终端；

数据处理与分析模块根据统计的该森林各子区域树木密集度危险影响系数、该森林各子区域落叶基本参数综合危险影响系数、该森林各子区域外部环境综合危险影响系数，进而统计该森林各子区域综合危险影响系数，将统计的该森林各子区域综合危险影响系数发送至显示终端；

所述数据库用于存储森林树木对应的标准密集度、森林落叶中绿叶对应的标准占比、森林落叶对应的标准厚度、森林对应的标准光照强度、标准甲烷浓度、标准氧气浓度和标准温度；

所述预警终端用于接收数据处理与分析模块发送的各火灾预警区域对应的编号和地理位置，进而调派相关管理人员进行处理；

所述显示终端用于接收该森林各子区域树木密集度危险影响系数、该森林各子区域落叶基本参数综合危险影响系数、该森林各子区域外部环境综合危险影响系数和该森林各子区域综合危险影响系数，并进行实时显示。

进一步地，所述各检测区域落叶对应的厚度检测包括若干红外线厚度检测仪器，其分别用于对各子区域各检测区域落叶的厚度进行检测。

进一步地，所述树木密集度检测单元包括若干激光测树仪，其分别用于各子区域各树木对应的胸径进行检测。

进一步地，所述环境参数检测单元包括光照度传感器、气体传感器和温度传感器，光照度传感器用于对各子区域外部光照强度进行检测，气体传感器用于对各子区域外部甲烷浓度和氧气浓度进行检测，温度传感器用对对各子区域外部温度进行检测。

进一步地，所述外部环境参数检测模块还包括对各子区域对应的风速和风向进行检测，进而利用风速传感器对各子区域的风度进行检测，进而获取各子区域对应的风度，同时利用风向传感器对各子区域对应的风向进行检测，当该森林某子区域外部环境综合危险影响系数大于预设的外部环境综合危险预警系数时，将各子区域对应的风向和风速发送至预警中心。

进一步地，所述该森林各子区域树木密集度危险影响系数计算公式为

进一步地，所述该森林各子区域落叶基本参数综合危险影响系数计算公式为

进一步地，所述该森林各子区域各外部环境参数危险影响系数计算公式为

进一步地，所述该森林各子区域外部环境综合危险影响系数计算公式为

进一步地，所述该森林各子区域综合危险影响系数计算公式为

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的基于远程图像分析处理技术的智慧消防分析管理一体化平台，通过树木密集度检测模块、落叶基本参数检测模块、外部环境参数检并结合数据处理与分析模块对该森林各子区域树木密集度、各子区域落叶绿叶占比、落叶厚度、落叶面积、各子区域外部光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度进行详细的检测和分析，有效的统计了该森林各子区域综合危险影响系数，进而解决了现有的森林消防平台没有对森林自然火灾发生的因素进行检测和分析的问题，大大的提高对森林火灾的防控效率，实现了对森林的智慧消防和高效管理。

(2)本发明在树木密集度检测模块通过对该森林各子区域树木的数量和各子区域树木对应的胸径进行检测，进而有效的统计了各子区域树木的密集度，为后续对森林树木密集度危险分析提供了数据基础。

(3)本发明在预警终端通过接收各火灾预警区域对应的编号、地理位置和各子区域风向和风速，进而大大的提高了对森林火灾的防控效果，并且实现了对该森林火灾预警区域的精准定位和及时预警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统模块连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

请参阅图1所示，本发明提供了基于远程图像分析处理技术的智慧消防分析管理一体化平台，包括区域划分模块、区域基本参数检测模块、树木密集度检测模块、落叶基本参数检测模块、外部环境参数检测模块、数据处理与分析模块、数据库、预警终端和显示终端；

所述区域划分模块用于将该森林划分为各子区域，进而得到划分的各子区域，将该森林划分的各子区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1，2，...i，...n；

区域基本参数检测模块包括若干参数检测单元，其分别用于对该森林各子区域对应的基本参数进行检测，其中各子区域对应的基本参数包括地理位置和占地面积，进而利用参数检测单元中GPS定位器获取该森林各子区域对应的地理位置，同时利用参数检测单元中的测亩仪对该森林各子区域对应的占地面积进行检测，进而获取该森林各子区域对应的占地面积,进而构建各子区域基本参数集合Z

所述树木密集度检测模块包括若干树木密集度检测单元，其分别用于对该森林各子区域树木对应的密集度进行检测，进而统计该森林各子区域树木对应的数量，进而将各子区域对应的树木按照预设顺序顺序进行编号，依次标记为1，2，...f,...s,进而对各子区域各树木对应的胸径进行检测，进而获取各子区域各树木对应的胸径，并记为p，进而统计各子区域树木对应的面积，进而将各子区域树木对应的面积与各子区域对应的占地面积进行对比，进而统计各子区域树木对应的密集度，其计算公式为

本发明实施例在树木密集度检测模块通过对该森林各子区域树木的数量和各子区域树木对应的胸径进行检测，进而有效的统计了各子区域树木的密集度，为后续对森林树木密集度危险分析提供了数据基础。

其中，树木密集度检测单元包括若干激光测树仪，其分别用于各子区域各树木对应的胸径进行检测。

所述数据处理与分析模块用于接收树木密集度检测模块发送的各子区域树木对应密集度，进而获取该森林各子区域树木对应的密集度，进而将各子区域树木对应的密集度分别与森林树木对应的标准密集度进行对比，进而统计该森林各子区域树木密集度危险影响系数，将该森林各子区域树木密集度危险影响系数发送至显示终端；

其中，该森林各子区域树木密集度危险影响系数计算公式为

所述落叶基本参数检测模块用于对各子区域落叶对应的基本参数进行检测，其中，落叶的基本参数包括绿叶占比、落叶厚度和落叶面积，进而获取各子区域落叶对应的基本参数，落叶基本参数检测过程包括以下步骤：

A1、将各子区域划分为各检测区域，进而将各子区域对应的检测区域按照顺序进行编号，依次标记为1，2，...x,...y；

A2、利用摄像头对各检测区域地表进行图像采集，进而获取各子区域各检测区域对应的地表图像；

A3、将各子区域各检测区域对应的地表图像进行降噪和滤波，进而获取处理后的各子区域各检测区域对应的地表图像；

A4、进而提取各子区域各检测区域地表图像对应的特征，进而而获取各子区域各检测区域地表图像中落叶对应的轮廓，根据各子区域各检测区域地表图像中落叶对应的轮廓，进而获取各子区域各检测区域落叶对应的面积，将各子区域各检测区域落叶对应的面积记为X；

A5、将各子区域各检测区域对应的地表图像按照落叶对应的颜色进行图像分割，进而提取绿色落叶对应的分割图像，进而提取各绿色落叶分割图像中绿色落叶对应的轮廓，进而获取各子区域各检测区域绿色落叶对应的面积，进而统计各子区域各检测区域绿叶对应的占比，进而将各子区域各检测区域绿叶对应的占比记为F；

A6、同时对各子区域各检测区域落叶对应的厚度进行检测，进而获取各子区域各检测区域落叶对应的厚度，并记为H；

A6、将各子区域各检测区域落叶对应的面积、绿叶对应的占比和落叶的厚度发送至数据处理与分析模块；

其中，各检测区域落叶对应的厚度检测包括若干红外线厚度检测仪器，其分别用于对各子区域各检测区域落叶的厚度进行检测。

所述数据处理与分析模块用于接收落叶基本参数检测模块发送的各子区域各检测区域落叶对应的面积、绿叶对应的占比和落叶的厚度，根据各子区域各检测区域落叶对应的面积，进而获取各子区域落叶对应的面积，进而将各子区域落叶对应的面积与各子区域对应的占地面积进行对比，进而统计该森林各子区域落叶面积危险影响系数，其计算公式为

其中，该森林各子区域落叶基本参数综合危险影响系数计算公式为

所述外部环境参数检测模块包括若干环境参数检测单元，其分别用于对各子区域对应的外部环境参数进行检测，进而获取各采集时间段各子区域对应的外部环境参数，其中外部环境参数包括光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度，进而构建各子区域外部环境参数集合W

其中，环境参数检测单元包括光照度传感器、气体传感器和温度传感器，光照度传感器用于对各子区域外部光照强度进行检测，气体传感器用于对各子区域外部甲烷浓度和氧气浓度进行检测，温度传感器用对对各子区域外部温度进行检测。

具体地，外部环境参数检测模块还包括对各子区域对应的风速和风向进行检测，进而利用风速传感器对各子区域的风度进行检测，进而获取各子区域对应的风度，同时利用风向传感器对各子区域对应的风向进行检测，当该森林某子区域外部环境综合危险影响系数大于预设的外部环境综合危险预警系数时，将各子区域对应的风向和风速发送至预警中心。

所述数据处理与分析模块用于接收外部环境参数检测模块发送的各子区域天气环境参数集合，进而获取各采集时间段各子区域对应的光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度，将各采集时间段各子区域对应的光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度分别与该森林对应的各采集时间段对应的标准光照强度、标准甲烷浓度、标准氧气浓度和标准温度进行对比，进而统计该森林各子区域各外部环境参数危险影响系数，进而统计该森林各子区域外部环境综合危险影响系数，进而将该森林各子区域外部环境综合危险影响系数分别与预设的外部环境综合危险预警系数进行对比，若该森林某子区域外部环境综合危险影响系数大于预设的外部环境综合危险预警系数，则将该子区域记为火灾预警区域，进而统计火灾预警区域的数量，并提取各火灾预警区域对应的编号和地理位置，进而将各火灾预警区域对应的编号和地理位置发送至预警终端，同时将该森林各子区域外部环境综合危险影响系数发送至显示终端；

其中，该森林各子区域各外部环境参数危险影响系数计算公式为

其中，该森林各子区域外部环境综合危险影响系数计算公式为

所述预警终端用于接收数据处理与分析模块发送的各火灾预警区域对应的编号和地理位置，进而调派相关管理人员进行处理；

具体的，当该森林某子区域外部环境综合危险影响系数大于预设的外部环境综合危险预警系数时，预警终端还用于接收数据处理与分析模块发送的各子区域对应的风向和风速。

本发明实施例在预警终端通过接收各火灾预警区域对应的编号、地理位置和各子区域风向和风速，进而大大的提高了对森林火灾的防控效果，并且实现了对该森林火灾预警区域的精准定位和及时预警。

数据处理与分析模块根据统计的该森林各子区域树木密集度危险影响系数、该森林各子区域落叶基本参数综合危险影响系数、该森林各子区域外部环境综合危险影响系数，进而统计该森林各子区域综合危险影响系数，将统计的该森林各子区域综合危险影响系数发送至显示终端；

本发明实施例通过对该森林各子区域树木密集度、各子区域落叶绿叶占比、落叶厚度、落叶面积、各子区域外部光照强度、甲烷浓度、氧气浓度和温度进行详细的检测和分析，有效的统计了该森林各子区域综合危险影响系数，进而解决了现有的森林消防平台没有对森林自然火灾发生的因素进行检测和分析的问题，大大的提高对森林火灾的防控效率，实现了对森林的智慧消防和高效管理。

所述显示终端用于接收该森林各子区域树木密集度危险影响系数、该森林各子区域落叶基本参数综合危险影响系数、该森林各子区域外部环境综合危险影响系数和该森林各子区域综合危险影响系数，并进行实时显示。

所述数据库用于存储森林树木对应的标准密集度、森林落叶中绿叶对应的标准占比、森林落叶对应的标准厚度、森林对应的标准光照强度、标准甲烷浓度、标准氧气浓度和标准温度。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。