1.一种基于图像数据的森林防火监控系统,其特征在于,包括图像数据获取模块、图像数据分析模块、分析校正模块和预警响应模块;
所述图像数据获取模块用于获取森林不同区域中每天各时段的图像数据,所述图像数据获取模块将获取的图像数据信息传输给所述图像数据分析模块,所述图像数据分析模块用于对森林的图像数据进行多层面的分析,所述图像数据分析模块分析图像数据中是否包含产生火灾的影响因子;所述图像数据分析模块将分析结果传输给所述分析校正模块,所述分析校正模块对该结果进行校正分析,所述分析校正模块进一步的分析影响因子的具体性;所述预警响应模块接收所述图像数据分析模块和所述分析校正模块的数据信息,所述预警响应模块对包含影响因子的数据进行对应的森林防火预警。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像数据的森林防火监控系统,其特征在于:所述图像数据分析模块包括自身火源分析单元和外界火源分析单元;
所述自身火源分析单元用于分析图像数据中的落地物和枝干的变化状态,所述自身火源分析单元依据落地物落下的比例分析判断该图像数据所属的森林区域是否发生天气异常因子一的现象,所述天气异常因子一包括干燥天气;所述自身火源分析单元依据枝干的弯曲程度分析判断该图像数据所属的森林区域是否发生天气异常因子二的现象,所述天气异常因子二包括雷雨天气;所述自身火源分析单元将产生天气异常因子一和天气异常因子二的图像数据划分为天气异常图像,所述自身火源分析单元将不包含天气异常因子一和天气异常因子二的图像数据划分为天气正常图像,所述自身火源分析单元将天气异常图像数据信息传输给所述预警响应模块;
所述外界火源分析单元用于分析天气正常图像中的灰度值,所述外界火源分析单元将图像进行二值化处理得到两种不同的灰度值,所述外界火源分析单元定义两种灰度值并以其中一种灰度值进行分析判断该图像是否包含外界火源因子,所述外界火源因子包括餐饮野炊、上坟烧香烧纸和山区居民生活用火;所述外界火源分析单元将包含外界火源因子的图像数据划分为外界异常图像,所述外界火源分析单元将外界异常图像传输给所述分析校正模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于图像数据的森林防火监控系统,其特征在于:所述分析校正模块用于分析所述外界火源分析单元中的外界异常图像,所述分析校正模块针对所述外界火源因子判断其虚实性;当所述外界火源因子为实时,所述分析校正模块将外界异常图像数据信息传输给所述预警响应模块;当所述外界火源因子为虚时,所述分析校正模块进一步分析外界火源因子,所述分析校正模块将包含真实外界火源因子的外界异常图像数据传输给所述预警响应模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于图像数据的森林防火监控方法,其特征在于:所述预警响应模块用于接收所述图像数据分析模块中的天气异常图像信息,所述预警响应模块将天气异常图像信息传输给图像对应森林区域所属的消防平台,所述消防平台对该天气异常图像信息进行实时监控和预警响应;所述预警响应模块用于接收所述分析校正模块的外界异常图像数据,所述预警响应模块将所述外界异常图像的数据信息传输给图像对应森林区域所属的森林保护平台,所述森林保护平台对形成外界火源因子的行为进行管控和监督。
5.一种基于图像数据的森林防火监控系统,其特征在于,包括以下具体步骤:步骤S100:获取森林不同区域内每天的图像数据,并记录每天该图像数据的个数为N;
步骤S200:基于所述步骤S100的图像数据,对图像数据中是否存在天气异常因子进行判断分析,将包含天气异常因子的天气异常图像进行传输;所述天气异常因子包含天气异常因子一和天气异常因子二;
步骤S300:基于所述步骤S200的图像数据,对不包含天气异常因子的图像数据进一步的分析是否包含外界火源因子,对包含外界火源因子的外界异常图像进行传输;
步骤S400:基于所述步骤S200和步骤S300的图像数据,针对天气异常图像,将数据信息传输给图像对应森林区域所属的消防平台,所述消防平台进行实时监控和预警响应;针对外界异常图像,将数据信息传输给图像对应森林区域所属的保护平台,所述保护平台对形成外界火源因子的行为进行管控和监督。
6.根据权利要求5所述的一种基于图像数据的森林防火监控方法,其特征在于:所述步骤S200包括以下具体过程:
步骤S210:获取N张森林区域内的图像数据,提取包含落地物的图像集合个数为P,提取包含树木无枝叶的图像集合个数为T;提取每张图像中不同枝干在倾斜状态下与竖直方向的倾斜角度αij,i、j={1,2,3,......n},αij表示第j张图像中第i条枝干的倾斜角度;
步骤S220:基于所述步骤S210的图像数据,利用公式 计算落地物的离散程度;利用公式 计算每张图像中的枝干平均倾斜角度, 表示第j张图像中的平均倾斜角度;利用公式 计算所有图像中枝干的平均倾斜角度;
步骤S230:基于所述步骤S220的图像数据,利用公式 计算出图像中只包含落地物的离散基准;当落地物的离散程度大于落地物的离散基准时,输出图像数据包含天气异常因子一;当每张图像中枝干的倾斜角度αij大于枝干的平均倾斜角度时,输出图像数据包含天气异常因子二;当图像数据中既不包含天气异常因子一也不包含天气异常因子二时,输出图像数据为正常天气图像。
7.根据权利要求6所述的一种基于图像数据的森林防火监控方法,其特征在于:所述步骤S300包括以下具体过程:
步骤S310:基于所述正常天气图像,将该图像进行二值化处理为灰度值为0的黑色图像部分和灰度值为255的白色图像部分;
步骤S320:基于所述步骤S310的图像数据,判断处理后的二值化图像上是否包含灰度值为255的白色图像部分;当图像中包含灰度值为255的白色图像部分时,输出该图像为外界异常图像;当图像中不包含灰度值为255的白色图像部分时,输出该图像为外界正常图像;
步骤S330:基于所述步骤S320的图像数据,对外界异常图像进一步的进行校正分析,确定外界异常图像中的外界火源因子的虚实性,并输出外界火源因子为实的外界异常图像。
8.根据权利要求7所述的一种基于图像数据的森林防火监控方法,其特征在于:所述步骤S330包括以下具体过程:
步骤S331:定义外界异常图像的图像长度为a,图像宽度为b,将该图像以长为k等分作竖直垂线、以宽为k等分作水平横线形成图像网格,则每一格间的图像长度为 图像宽度为步骤S332:基于所述步骤S331的图像数据,计算单个格间的面积为 定位任意白色格间,选取该白色格间周围相邻的所有白色格间绘制成白色矩形;定义所述白色矩形的长度为异常格间个数x,定义所述白色矩形的宽度为异常格间个数y;利用公式分别求出白色矩形的横向异常面积和纵向异常面积;
步骤S333:基于所述步骤S332的图像数据,利用公式求出外界异常图像整体的横向面积和纵向面积均为 当 且
时,输出该外界异常图像中的外界火源因子为虚;当或 时,输出该外界异常图像中的外界火源因子为实;
步骤S334:基于所述步骤S333中外界火源因子为虚的情况,对该情况下的外界异常图像进行校正。
9.根据权利要求8所述的一种基于图像数据的森林防火监控方法,其特征在于:所述步骤S334包括以下具体过程:
步骤S3341:当判定该外界火源因子为虚时,选取当天内外界异常图像中对应的图像所属的森林区域的所有图像按时间顺序排列;计算该图像相邻时间范围内的图像数据中的白色矩形的横向异常面积、纵向异常面积分别为WXr和WYr,r={1,2,3,......n},WXr表示该外界异常图像相邻的第r张图像的横向异常面积,WYr表示该外界异常图像相邻的第r张图像的纵向异常面积;
步骤S3342:基于所述步骤S3341的图像数据,当WXr和WYr均小于系统设定的横向面积误差范围和纵向面积误差范围内时,输出该外界火源因子为虚;其余情况,纠正输出外界火源因子为实。