智慧林业方案

1智慧林业解决方案目录2一、方案概述.....................................................31.1方案背景...................................................31.2方案意义...................................................31.3编制依据...................................................4二、技术方案.....................................................52.1设计原则...................................................52.2整体目标...................................................52.3方案框架...................................................72.3.1前端采集端...........................................71.采集原理............................................72.核心部分框架........................................82.3.2传输系统.............................................91.无线网络传输系统..................................102.光纤网络传输系统..................................102.3.3主监控中心..........................................111.机房环境设计......................................112.监控指挥中心存储控制和数据分析....................15三、云计算平台..................................................181、平台构成..................................................182、主要功能..................................................182.1林火监测预警与防控....................................182.2生态环境监测评估与预防................................193一、方案概述1.1方案背景森林生态资源是支撑我国经济社会可持续发展的重要基础，林业既是一项重要的公益事业，也是一项重要的基础产业。党的十八大把建设生态文明纳入中国特色的社会主义事业“五位一体”总体布局，并提出“走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代道路”，这为新时代加强现代林业建设，着力保障和改善民生提供了重大机遇，具有重大的现实意义和历史意义。为此国家林业局专门颁布实施了《中国智慧林业发展指导意见》、《中国林业物联网发展行动计划》，为我国智慧林业发展指明了方向。1.2方案意义林业信息化变成林业现代化的基本要求，数字林业向着智慧业转型升级，即是新一代信息科技进步的必然趋势，也是林业现代化发展的必由之路。随着智慧林业的住不推进、深入，它可以为林业相关工作带来更多的便捷和实效，智慧林业系统不仅提供了一个良好的学习和交流平台，而且能够将林业的整体状况通过信息化将终端显示在眼前，可以帮助我们更加准确的了解掌握更多的详尽的信息。智慧林业是一种新型资源观、生态观和价值观的具体呈现，是落实中央一系列重大方针政策的重要措施，对发展林业和民生林业、建设生态文明和美丽城市具有重要现实意义和深远历史意义。41.3编制依据（1）《关于进一步加快林业信息化发展的指导意见》（2013.3）（2）《中国智慧林业发展指导意见》（2013.8）（3）《中国林业物联网发展行动计划（2013-2020）》（2013.10）（4）《三北防护林的建设、指导原则意义和效益及问题》（5）《三北防护林体系建设五期工程规划技术手册》5二、技术方案2.1设计原则根据需求结合智慧林业项目系统的实际需求，以智慧林业系统结构配置的合理性、科学性和经济型为原则，同时严格掌握以下原则进行设计：先进性原则无论是软件配置，还是硬件配置，力求做到技术先进，安全可靠防范严密。兼容性原则即系统设计合理，无论是硬件的匹配，还是系统与特定环境的适应性，都要求很好的兼容性。安全保密原则系统的设计和配置必须保证森林防火信息的安全，有较好的数据安全措施，有较强的数据备份和系统恢复供能。可扩充性原则系统充分考虑林火监控的需求和未来技术发展带来的系统扩充的需求，预留足够的接口空间，可满足以后的软件升级及设备扩充。2.2整体目标1）视频联网联控、统一指挥调度本方案实现所有林业站点资源和视屏的统一监控，同时可根据需6要将所管辖视频资源共享给地区或国家林业部，并根据林业实际需求，采取自上而下逐层汇接的方式形成分层指挥管理架构。2）林火监测预警与监控森林火灾监测预警与防控，除利用微型遥感、航空遥感等天网系统大范围监控与防控外，重点在于建设与应用视屏监控、红外感应等地网系统，以及移动智能端（智能手机）、单兵设备等人网系统，当画面中有烟时，烟感测温智能摄像机会自动捕捉火灾迹象画面，并通过后台软件自动将该画面自动在监控大屏上弹出，同时引发声光报警器工作，提醒值班人员做出判断后进行处理。3）火点精确定位、林地查询分析警情发生，通过卫星遥感观测的经纬度进行搜索定位，借助模糊查询及视频来进行火电准确定位，可自动探测出远距离火焰、车辆、人员等地热源目标，及时分析、及时报警。4）长期生态监测与评估林业生态环境的长效监测与评估，主要指对陆地生态系统的有关指标进行连续观测，进而评估生态系统的健康状况、生态服务功能和价值、并为森林等资源生态工程建设提供科学依据。5）档案管理录入、实现动态管理本方案将森林管理纳入预警管理平台，提供了一套完整的、科学的、统一的森林档案管理软件，便于有针对性预防和警情发生，自动形成历史记录，便于实施管理。72.3方案框架本方案充分利用云计算、物联网、大数据、移动物联网等新一代信息技术，通过感知化、物联化、智能化的手段，形成林业立体感知、管理协同高效、生态价值凸显、服务内外一体的林业发展新模式。本方案总体预算为1500万元。遵循国家林业局《行动计划》要求，本方案提出的智慧林业总体框架分为三个部分，即前端采集层、传输系统、主监控中心。2.3.1前端采集端前端采集层是智慧林业的基础，主要进行林业信息采集、简单处理及数据传输。由无线红外探测器、智能手持终端等智能硬件设备构成，形成区域性传感网络或大陆尺度分布物联网，具有长期稳定的位置感知、环境感知、火灾感知等功能。本前端采集端预算资金为万元。1.采集原理1）监控点的选择，首先摄像机应该选择安装在森林制高点，要求视野宽、无障碍、监控面大，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点位覆盖的森林面积最大，如有无法回避的监控死角，可增加监控点；2）监控点要求全天候工作，镜头应选用日夜两用型镜头，并且在5km内可以看清人物活动。为了减少远距离图像的抖动，摄像机的安装也要确保牢固稳定；83）考虑到自然界雷电的破坏力，其高达千瓦伏以上的电压会对野外架设的电子设备造成极大的破坏，所以野外防雷部分是系统安全可靠的关键。为了保证设备的正常工作，在监控点必须加入防雷避镭设备以保证设备安全。2.核心部分框架1）红外传感网监测系统利用红外感应、无线组网、野外供能等野外环境传感网核心技术，部署“无线红外火焰探测器”、“物联网网关”等物联网监控产品。通过短距离无线通信自组网，形成无线传感网火灾地网监测系统，替代人工巡护，实现对早期火灾现象的二十四小时全天候、全自动监控。2）无线环境探测器无线环境探测器利用内部集成的多种要素环境传感器（大气温度、大气湿度、大气压、光照度等），对林业环境参数进行采集，通过将实时监测数据传输至智慧林业物联网平台。3）移动智能端手持终端9利用移动互联网、GPS、GIS等技术，为林业管护人员配置移动智能终端单兵设备，安装“安全监管网格化管理系统”APP软件，形成火灾应急防控人网监测系统，实现对森林火灾管控的巡护、监管、应急、协同指挥。4）远距离热成像摄像机可以根据温度的微小差异找出温度的异常点，将温度转换成实时视频图像显示出来。可以在极端天气下使用、可看穿雾雨烟等障碍，实现2km-5km以上昼夜全天视屏监控。5）防雷设备在每个摄像机前端，分别安装一套多功能三合一防雷器（视频线、控制线、电源线），并做好接地。2.3.2传输系统传输系统主要包括网络布线、有线传输系统和无线传输系统。本传输系统的预算为万元。传输系统传输系统是整个系统的神经中枢，它直接关系到整个系统的正常运行，传输的信号包括：正向传输彩色视频信号、气象信息10数据、摄像头控制信号。传输系统大致分为两类：1）光纤网络传输系统2）无线网络传输系统由于监控系统自身的特点，考虑到本项目跨度范围较大，所以考虑前端摄像监控图像数据传输模式需要有线与无线传输模式相结合，并首先考虑无线传输模式，无线传输模式施工方便，图像实时传输、清晰，并可考虑传输距离的远近、现场自然条件的不同（部分需要跨过铁路或公路），根据实际情况选择无线或有线传输方式。1.无线网络传输系统技术方案需要在传输方式选择上进行分析和对比。无线网络传输有无线微波传输和网络传输。网络传输受网络宽带和速度的限制，每秒只能传输几到十几帧图像，动画效果十分明显并有延时，无法做到实时监控。微波传输系统可以解决几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式，采用调频调制的办法，将图像搭载到高频载波上，转换为高频电磁波在空中传播。其综合成本低，性能更加稳定，可以动态实时传输广播级图像，图像清晰度不错，而且完全实时，组网灵活，可扩展性好，即插即用，维护费用低。所以综合考虑可以选择微波传输系统。2.光纤网络传输系统光纤网络传输是把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。光纤传输具有高带宽、传输距离远，一根光纤的潜在带宽可达1120THz。采用光纤传输数据，是非常理想的，且光纤在无中继情况下传输距离可达几十、甚至上百公里。信号串扰小，保密性能高。抗电磁干扰、传输质量佳。尺寸小，重量轻，便于运输。综合以上对比条件，监控点位的传输技术方案选择，可以选择有线传输与无线传输相结合，总体要实现以下内容：适应室外应用，IP防护等级高。支持远距离和点对点大规模组网传输，提供足够高的链路带宽，同时支持带宽分配。支持视频组播包的转发控制。传输的高稳定性和可靠性。安装线路简便、具有强大的管理功能、维护成本低。2.3.3主监控中心指挥中心是整个监控系统的中心，既是整个系统信号的传输、切换、分配中心，也是整个系统的控制中心。所以该系统质量的优劣，供能的配置是否完备和先进，将直接影响到整个系统的供能和影响质量。指挥中心主要包含：监视器、数字硬盘录像机、网络控制键盘、管理服务器、数据库服务器、应用服务器、双联操作台、交换机、机柜等设备。本主监控中心的预算为万元。1.机房环境设计机房是各类网络精密设备运转场所，这些精密设备及设备的零配12件对环境要求也相当高，为了保证各类设备能够持续正常的运转，不至于因环境影响而导致某个设备零配件的损坏，可能引起网络堵塞、系统瘫痪等重大事故。机房环境主要包括：机房温湿度、机房洁净度、机房内空气压强、机房内噪声等等。本设计对机房环境作如下设计：机房依据国家标准GB50174-93中的A级标准设计。开机时：湿度A级20±2℃（冬季）22±2℃（夏季）相对温度A级45~65%温度变化率A级＜5