基于北斗短报文+4G的森林草原火险因子综合监测方案

近年来，全球气候变暖的趋势日益严重，气温升高导致森林火灾的发生频率和严重程度逐年增加，对人类社会和自然生态环境造成了严重的危害。森林火灾的发生受到植被类型、气象条件、扑救方式和监管方式等多种因素的影响。

因此，林业建设者需要正视气候变暖的现状，以积极的态度和有效手段应对气候变化下的森林火灾问题，切实做好林业防火工作，为我国林业的可持续发展铺就坚实的道路。在这一过程中，实现对森林火险的精准预测与高效防范显得至关重要。

一、建设内容和目标

按照自然灾害应急能力提升工程预警指挥项目清单，为加强森林草原火险感知网络建设，在森林草原防灭火高危和高风险县部署火险多因子综合监测站点，强化森林草原火险预警预报数据汇聚和产品制作，提高森林草原火险预报、高火险预警、火险形势研判的精细化水平，提升本地区森林草原火灾防范能力。

（一）建设思路

本项目拟在感知网络、通信网络的建设基础上，运用各类服务引擎形成应急管理信息化的储存、运算与开发环境，基于开发环境建设面向应急管理专业领域的业务系统，为应急管理工作人员提供应用服务。同时，各类生产安全、自然灾害以及应急响应现场感知数据以及业务系统产生的业务数据将通过应急指挥中心呈现给指挥负责人员，为应急响应事件的综合指挥与统一调度提供保障。

二、总体框架

森林草原火险因子综合监测站应用方案综合运用现代物联网、云计算、人工智能、无线传输、智能微传感器和多源感知信息融合技术，实现森林气象、物候和可燃物信息的探测采集，通过数据自动上报，为火险感知模型提供实时数据源，为指挥决策提供应用服务，为管理部门提供数据决策的工具。

三、方案亮点

（一）支持北三短报文+4G

在无公网地区用户可使用北三短报文和4G进行通讯。

（二）支持物候凋落物监测

云平台实时监测，及时发现新动态。

（三）高温区异常状态识别

实时对现场进行识别，高温区异常状态快速提醒。

（四）支持火险因子等级分析

云平台支持火险因子等级分析，快速了解火险情况。

（五）支持物候分析

云平台支持物候分析，随时了解物候情况。

（六）支持自动定时上报

在无公网地区用户可用北斗终端上报自身位置，更方便了解最新动态。

四、项目介绍

森林草原火险因子综合监测站由可燃物含水率传感器、一体化微气象传感器与附件组成。其中，可燃物含水率传感器和一体化微气象传感器实现空气温度、空气湿度、环境光照度、风速、风向、降雨量、大气压、土壤含水率、地表凋落物含水率、可燃物物候、地表温湿度等火险因子的立体多维感知，同时提供倾斜告警、低电压保护等安全防护服务。

（一）通信模块

（二）监测站结构图

①：多要素气象传感器

②：管理单元

③：避雷针

④：倾斜报警

⑤：多光谱物候相机

⑥：太阳能板

⑦：可燃物含水率传感器

⑧：北斗数传终端PD19

（三）核心部件

1.可燃物含水率传感器

具备同时测量地表凋落物含水率、多光谱物候状态、土壤含水率、地表温湿度功能，可将数据上报至远程服务器且上报间隔可调，并可进行远程指令下发与参数标定。设备所有功能一体化高度集成。

2.多要素气象传感器

针对多领域气象参数进行监测的仪器，设备将气象标准参数（空气温度、空气湿度、风速、风向、大气压力、降雨量、光照度）通过一个高集成度结构来实现，可实现户外气象参数24小时连续在线监测。

3.北斗数传终端PD19

北斗数传终端PD19是专门为数据传输而研制的机型，采用天线主机一体化设计，集成了RDSS天线、射频收发电路、功放电路、基带电路等，集成度高、功耗低，配有专用的固定结构，安装使用极为方便。

4.图像边缘计算终端PE30

采用国产化四核64位Cortex-A55处理器，主频2GHz，有2GB DDR4内存与16GB存储，具备2T算力，可进行图片物候计算分析，支持GPRS/3G/4G/5G公网传输及北斗短报文协议。其感知数据上报加密算法不低于128位，在数据归集交互时，能保障数据对接各方面安全，防止数据泄露与恶意篡改，数据可远程传输至省级森林草原火险综合监测预警平台。