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专利号: 2021114244904
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种森林火情预警方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

1)获取待监测林区的资料,根据所述资料获取林区中的火灾风险区域;

2)根据森林火情的预警指标结合每个火灾风险区域的实际情况作出重要性评价,得到森林火险判断指标的判断矩阵,根据所述判断矩阵得到计算各风险区域的预警指数Yi的方法;

3)根据监测林区的历史数据,采用所述计算各风险区域的预警指数Yi的方法,计算每个火灾风险区域的预警指数正常值Yref;

4)对所监测林区进行网格划分,形成不规则多边形;

5)每个不规则多边形顶点为预警节点,在每个预警节点上安装球形预警装置,每个预警装置向预警中心传输监测到的信息,且预警节点互相传递节点感应的信息;

6)预警中心根据实时监测的预警指标计算当前时刻的预警指数Yi(t),根据所述预警指数Yi(t)和所述预警指数正常值Yref计算森林火情危险系数I,同时根据森林火情危险系数I和监测到的信息对监测区域是否异常进行判断;

7)根据判断结果进行处理。

2.如权利要求1所述的森林火情预警方法,其特征在于:所述资料包括卫星地图、地形地貌资料、植被类型及覆盖情况和历年温度、空气湿度和风速。

3.如权利要求1所述的森林火情预警方法,其特征在于:所述火灾风险区域包括曾经发生过火灾的区域、坡峰坡谷区域、曾有雷击区域和受人为因素影响比较大的区域。

4.如权利要求1所述的森林火情预警方法,其特征在于:所述预警指标包括各点监测值、各风险区域的植被情况和人为因素;所述判断矩阵为某评价指标的变动对其他元素的影响程度。

5.如权利要求1所述的森林火情预警方法,其特征在于:所述预警指数Yi计算包括利用层次分析法中特征向量法确定权重向量理论;计算判断矩阵的最大特征值所对应的特征向量,再经过归一化,特征向量即为权重向量ω,ω中的每个元素ωi即对应的各评价指标的权重,由此构造计算各风险区域的预警指数Yi:Yi=f(ωi·mi)。

6.如权利要求1所述的森林火情预警方法,其特征在于:所述网格划分采用Voronoi图算法对所要监测林区进行划分,所述划分方法包括将每个火灾风险区域看作是所监测林区内离散分布的点,每个相邻火灾风险区域依次连接构建三角网,即构建算法中的Delaunay三角网;对每个火灾风险区域和形成的三角网进行编号,记录每个三角网是由哪三个火灾风险区域构成的;计算每个三角网的外接圆圆心,并记录所述圆心;遍历三角形链表,寻找与当前三角网pTri三边共边的相邻三角网TriA,TriB和TriC;如果找到,则把寻找到的三角形的外接圆圆心与pTri的外接圆圆心连接,存入Voronoi边链表中;如果找不到,则求出最外边的中垂线射线存入Voronoi边链表中;遍历结束,所有Voronoi边被找到,根据边画出Voronoi图;最终得到能够步遍监控区域边缘的所有Voronoi不规则多边形;且每个Voronoi不规则多边形仅包含一个火灾风险区域。

7.如权利要求1所述的森林火情预警方法,其特征在于:所述当两个相邻风险区域距离较远时,为使球形预警装置的有效半径能够覆盖到整个监测林区,在两个距离较大的相邻风险区之间设置次风险区域。

8.如权利要求5所述的森林火情预警方法,其特征在于:所述森林火情危险系数当森林火情危险系数I大于森林火情危险系数的最小阈值a时,则被监测区域为异常区域。

9.如权利要求1~8中任一项所述的森林火情预警方法,其特征在于:所述根据判断结果进行处理包括在预警中心后台的GIS地图上进行观察,确认异常区域的具体位置并根据风向在GIS地图上判断蔓延速度及蔓延方向,及时作出部署并派出无人机进行确认。

10.如权利要求9所述的森林火情预警方法,其特征在于:还包括所述预警中心在常规监测过程中,可以通过预警中心后台向各个球形预警装置发送指令,要求上传监测资料,发现某风险区域森林火情危险系数I大于0.5倍森林火情危险系数的最小阈值a时,采取有效措施。