宋希明，高海俊，董強強

（1.烏蘭察布市野生動植物和濕地保護管理站 內(nèi)蒙古，烏蘭察布 012000；2.烏蘭察布市集寧區(qū)森林草原防撲火大隊 內(nèi)蒙古，烏蘭察布 012000；3.烏蘭察布市禁牧工作辦公室 內(nèi)蒙古，烏蘭察布 012000）

森林火災(zāi)具有很強的突發(fā)性和破壞性，火災(zāi)處理難度比較大。在森林中不斷蔓延和擴展林火勢，將會引發(fā)嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡等問題，還會嚴重污染生態(tài)環(huán)境。本文分析了森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺建設(shè)技術(shù)，綜合利用物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)以及云計算等技術(shù)，提升森林防火監(jiān)測預(yù)警工作的智能化水平。

1 森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺建設(shè)的必要性

發(fā)展森林資源，可以改善我國的生態(tài)環(huán)境。持續(xù)增加森林資源，也持續(xù)增加了林區(qū)可燃物載量，如果發(fā)生火災(zāi)，將會造成嚴重的災(zāi)害。我國近些年快速發(fā)展森林旅游，因此林區(qū)人員數(shù)量不斷增加，因為野外火源管理難度比較大，不斷增加火災(zāi)隱患，也因此增加了森林防火監(jiān)測預(yù)警監(jiān)測的難度，很容易發(fā)生重大的森林火災(zāi)[1]，我國森林防火監(jiān)測預(yù)警工作不夠完善，防火設(shè)備設(shè)施和監(jiān)測預(yù)警方法不夠先進，因為火災(zāi)發(fā)生率比較高，將會引發(fā)較大的經(jīng)濟損失，嚴重流失我國的森林資源，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境被破壞，同時突出了我國森林防火預(yù)警預(yù)報手段少和無人區(qū)護林巡查不便等工作的問題。在當前森林防火工作中，要注意在火災(zāi)初始階段及時防治和控制火情，可以提高火災(zāi)補救指揮工作的準確性，有效減少森林火災(zāi)損失，進一步提高林草部門的工作能力，高效撲救森林火災(zāi)[2]。

通過林火監(jiān)測工作可以及時發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)，并且綜合利用熱紅外成像探測技術(shù)和高清可見光視頻技術(shù)等，不間斷的探測報警森林火情。因此利用物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)，建立森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺，可以智能化的監(jiān)控火災(zāi)，這也是火災(zāi)防火工作的未來發(fā)展方向。

2 森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺總體設(shè)計

2.1 架構(gòu)設(shè)計

2.1.1 數(shù)據(jù)訪問層 數(shù)據(jù)訪問層負責(zé)記錄歷史防火數(shù)據(jù)和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)等，通過數(shù)據(jù)訪問層向服務(wù)層提供各種數(shù)據(jù)，利用高效數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)高效的訪問數(shù)據(jù)。

2.1.2 平臺服務(wù)層 平臺服務(wù)層主要是提供數(shù)據(jù)服務(wù)，可以高效處理有關(guān)森林防火的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)訪問之后進行數(shù)據(jù)分析，同時可以生成報表和圖件。利用web端和移動端搭建平臺，這一平臺具有共享式開發(fā)模式，可以快速搭建應(yīng)用層業(yè)務(wù)系統(tǒng)[3]。

2.1.3 平臺服務(wù)層負責(zé)連接應(yīng)用層和數(shù)據(jù)訪問層，高效處理和傳遞數(shù)據(jù) 服務(wù)層可以轉(zhuǎn)化業(yè)務(wù)為服務(wù)，封裝功能接口之后，應(yīng)用層可以使用這些服務(wù)。系統(tǒng)平臺對外接口為服務(wù)接口，利用OGC服務(wù)訪問空間數(shù)據(jù)。利用分布式部署方式，利用分布式服務(wù)調(diào)度器分布式調(diào)動所有的服務(wù)，保障數(shù)據(jù)訪問的高效性。

2.1.4 應(yīng)用層 利用平臺服務(wù)層可以提供數(shù)據(jù)服務(wù)和功能服務(wù)等，同時可以建立應(yīng)用框架，快速搭建森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺各端應(yīng)用系統(tǒng)。

2.2 設(shè)計大數(shù)據(jù)平臺

基礎(chǔ)設(shè)施層涉及到廣泛的內(nèi)容，例如計算資源和網(wǎng)絡(luò)互連等。數(shù)據(jù)存儲和管理層涉及到文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等。針對數(shù)據(jù)分析和可視化計算處理層，可以查詢分析森林數(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)圖計算等。根據(jù)森林數(shù)據(jù)的表結(jié)構(gòu)和關(guān)系函數(shù)，快速的統(tǒng)計分析森林數(shù)據(jù)和預(yù)警事件流以及火險火情，根據(jù)森林防火預(yù)警數(shù)據(jù)，分析更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。利用可視化技術(shù)可以展示森林防火預(yù)警分析結(jié)果。利用交互式可視化技術(shù)，可以分析新線索，實現(xiàn)迭代分析工作，在這一工作過程中可以融入自動化因素。

2.3 設(shè)計云平臺部署

云平臺部署主要包括一般部署和私有云部署以及公有云環(huán)境部署，云平臺利用利用安全認證方式和防火墻，優(yōu)化系統(tǒng)安全性。利用原始機房部署方式，利用機房服務(wù)器連接網(wǎng)絡(luò)，連接PC端和移動端以及服務(wù)器通訊。在云端部署階段，在云端放置服務(wù)器，通過互聯(lián)網(wǎng)連接PC端和移動端以及云服務(wù)器，減少維護、管理工作的資源投入量。

2.4 設(shè)計存儲架構(gòu)

在森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺中利用分布式存儲架構(gòu)，發(fā)揮出伸縮性功能，同時可以拓展平臺性能和容量。云平臺分布式存儲架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)服務(wù)器和元數(shù)據(jù)服務(wù)器以及客戶端。利用客戶端發(fā)送工作請求，同時可以存儲各類數(shù)據(jù)局。元數(shù)據(jù)服務(wù)器可以接收管理工作請求，這也是系統(tǒng)核心。利用數(shù)據(jù)服務(wù)器存放各類數(shù)據(jù)，可以保障數(shù)據(jù)完整性。

3 功能設(shè)計和功能實現(xiàn)

森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺的基礎(chǔ)為計算機基礎(chǔ)，存儲和管理森林資源數(shù)據(jù)和防火信息，可以快速的采集和校檢森林數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換森林防火資料為數(shù)字化信息資源，為森林防火監(jiān)控工作提供精確性的數(shù)據(jù)，聯(lián)通各級部門森林防火信息，建立森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺，為工作決策提供準確的信息，保障森林防火監(jiān)測預(yù)警效果。

利用森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺，利用Java語言開發(fā)web端程序，在Windows操作系統(tǒng)開發(fā)過程中利用Android studio開發(fā)工具。利用云平臺可以提供云端服務(wù)，服務(wù)建設(shè)獨立的客戶端基礎(chǔ)設(shè)施，保障開發(fā)環(huán)境的穩(wěn)定性。利用B/S架構(gòu)可以在服務(wù)器中集中核心部分，系統(tǒng)開發(fā)和維護工作因此被簡化。在指揮中心安裝瀏覽器之后，即可利用IP地質(zhì)訪問監(jiān)控信息，針對不同地區(qū)分配不同的賬號權(quán)限，不同權(quán)限的賬號登錄之后，監(jiān)控頁面呈現(xiàn)出不同的預(yù)警信息。上級單位利用這一平臺可以查看監(jiān)控預(yù)警信息，下級單位也可以利用權(quán)限賬號查詢預(yù)警信息。利用一個平臺綜合不同權(quán)限的賬號，因此建立森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺。

根據(jù)區(qū)域劃分云平臺的用戶，自治區(qū)（省級）用戶權(quán)限為最高級，可以利用平臺查看全自治區(qū)（?。┑纳址阑鸨O(jiān)控預(yù)警情況，而盟市級用戶只能看到直轄區(qū)域的火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警信息。旗縣級用戶屬于一線單位，獲取的信息更少一些。

為了滿足森林防火需求，利用自治區(qū)（省級）用戶監(jiān)控系統(tǒng)可以全面監(jiān)控視頻和氣象以及火情等，利用預(yù)警系統(tǒng)可以明確預(yù)警次數(shù)和具體位置天氣級別等。利用統(tǒng)計系統(tǒng)功能，可以統(tǒng)計火情實際情況和森林面積等，利用資源系統(tǒng)可以實現(xiàn)防火物資管理和預(yù)案管理以及系統(tǒng)管理等。

在森林區(qū)域安裝氣象監(jiān)測站和可燃因子采集站等設(shè)備，可以全面分析林區(qū)的氣象情況和可燃因子參數(shù)等數(shù)據(jù)，并且向平臺上傳數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，明確哪些區(qū)域很容易發(fā)生火災(zāi)，準確提出預(yù)警。此外通過監(jiān)測風(fēng)速和風(fēng)向以及溫濕度等數(shù)據(jù)，明確火災(zāi)蔓延趨勢。

4 結(jié)束語

本文分析了森林防火監(jiān)測預(yù)警云平臺建設(shè)技術(shù)，提高森林防火監(jiān)測工作的透明度，輔助各級部門落實森林防火工作，有效落實防火工作措施，使林草部門的社會影響力因此提高。