复杂环境森林火灾高灵敏度监测预警技术与系统研发

　　一、工作背景
　　我国森林资源丰富，森林火灾防控任务艰巨，现有监测预警技术在高山通信盲区、复杂低照度环境下存在数据采集传输难、预警精准度低等问题，难以实现“无死角、全天候、实时监控”目标。为完善森林火灾早期探测预警体系，提升北京市森林火灾应急防控能力，促进行业技术升级，研发适配复杂环境的高灵敏度监测预警技术与系统，具有重要生态与社会意义。
　　二、研究内容和成效
　　本项目由太极计算机股份有限公司、北京国电高科科技有限公司、北京城市网络股份有限公司联合承担。融合低轨窄带卫星物联网、微光成像、大数据与人工智能技术，构建林区全天候火险预警体系。重点研发低轨卫星物联网架构、资源管控、可信传输协议及野外终端，解决林区无公网广域传输难题。基于CMOS微光传感器和自研ISP算法，实现无光源超低照度环境彩色图像采集、处理及实时传输。整合多源火情与指挥数据，完成异构数据融合，构建火情知识图谱，通过多智能算法优化训练，搭建高精度、高适配的火险预警模型及系统原型。
　　研发的小型化、低功耗低照度彩色相机，可在无辅助光源的超低照度林区环境下，实现全天候全彩实时成像与数字化传输，改善了传统夜视设备成像短板。依托天启星座搭建的卫星物联网系统，可搭载多类火情传感器稳定作业，30米明火可触发光谱预警信号，20米内可精准采集烟气、颗粒物等火情关键参数，数据可经低功耗网络汇总，通过卫星过境完成稳定传输。本研究精简AI模型输入参数，剔除低效温湿度数据，以烟气、颗粒物浓度为核心输入，经算法优选，显著提升早期林火识别准确率与数据分析效率，保障火情精准预警与应急调度。
　　三、示范应用情况
　　本课题在中国消防救援学院西峰山训练区，分阶段完成设备部署与应用验证，搭建平坦地形、山地两类示范场景，针对性解决高山通信盲区、复杂环境数据采集与精准预警难题，建成一体化卫星监测预警体系。低照度彩色相机可清晰采集传输50米内火场高清可见光图像，可精准识别早期小火情。整套监测预警系统可对60米范围内模拟火情精准识别报警，卫星物联网数据传输稳定可靠，可完成野外应急侦测、火源探测、数据融合分析工作，可有效生成并发布火情预警信息。