气温高风险大！重庆用AI识别等黑科技牢防森林草原火险

等风也等它

气温高风险大！重庆用AI识别等黑科技牢防森林草原火险
“垫江白家镇大塘坎发现烟雾，疑有火情。”8月14日11时35分，重庆市森林草原智慧防火管理平台发出预警，大塘坎护林员收到火情报警后第一时间前往现场处置。经查看，起火原因是当地村民在田坎上焚烧秸秆，不属于林区范围，护林员及时扑灭了明火，并向其宣传了森林防火政策法规。
从发现火情、到现场核实、处置，记者在平台上看到，整个流程用时不到9分钟。
8月以来，重庆气温节节攀升，森林火灾风险增大，各地已连续多日出现高森林火险气象等级。
严峻形势下，我市搭建起上下贯通、横向联动的市、区（县）、镇街、村（社区）四级管理平台，衔接森林火灾各类风险要素信息等，在数字化、智能化手段的加持下，进一步筑牢了森林草原高火险期“防火墙”。
搭建森林防火“大脑中枢”
登录森林草原智慧防火管理平台，首先映入眼帘的是一张“林区火情监测热力图”，通过颜色明暗的渐变，将全市38个区县的森林火险形势清晰展现出来。
“可以很明显地看到，现在巫山、丰都、彭水等地的情况比较严重，部分林区地块整个都是飘红的，说明当地野外用火密集度较大、火情报警数量较多，发生森林火灾的可能性较高。”市森林草原火灾预防预警监测中心主任曾瑜轻点鼠标，向记者讲解热力图的含义。
我市拥有林地面积7034万亩，森林覆盖率达55.06%。丰富的森林植被使森林管护呈现出点多、线长、面广、量大的难题，再加上我市林地与耕地、林区与城区相互交织交错，电力、通信等重要设施密集，每年森林防灭火形势都显得严峻复杂。
“过去，巡山护林的履职情况、林区火险监测数据等，成千上万的数字信息分散在各级林业部门手中，需要人工统计、上报，不仅增加了基层负担，也严重影响了大数据的综合分析和利用。”曾瑜说。
怎么办？首先就是要拆除各级部门间的围墙壁垒。
以场景应用为导向，我市上线了森林草原智慧防火管理平台，搭载人防、技防、物防、先期火情处理四个板块，以GIS空间技术将全市森林火灾减灾体、承灾体及致灾因子等数据资源整合起来，实现森林资源监管、林火视频监控，林下红外监测，森林网格巡护、森林防火管理的综合管理应用。
森林草原智慧防火管理平台犹如一个大脑中枢，每天，数十万条来自各级林业部门、国有林场、国家级自然保护区的数据在此汇聚。“通过数据分析，我们能提早研判火险趋势，也为科学决策提供依据。”曾瑜说。
譬如，针对近期大数据监测到的林区人为活动情况，我市就出台了相关规定，明确禁止游客在重点林区未开发区域内徒步探险、露营等；当森林火险等级达到红色级别后，各地也将根据实际情况发布禁火令、封山令，严禁一切火源和外来人员进山。
红外监测、AI识别、智能语音……黑科技让火情无处遁形
大脑中枢之外，是无数神经元的拓展。
曾瑜介绍，以购买服务方式，我市5年投入约8亿元建成林火视频监控系统3460套，在旅游景区、林区火灾高风险点位布设林下红外自动报警器3464个，针对重点林区和重点时段开展无人机巡护，构建起“天空地”一体化火情监测体系。
“你已进入林区，请注意森林防火……”8月10日，骄阳似火，记者刚走进璧山东风林场，就收到路旁一处广播发出的宣传喊话，循声望去，只见林区入口一根智能监控杆高高矗立，上面搭载了太阳能面板、高清摄像头、语音播报器等。
作为我市试点建设的“智慧林场”之一，东风林场装上了“智能防火多件套”——除出入口的监测预警外，还包括高空双光谱视频监控、双红外火焰探测器、地表火探测器、智能语音播报卡口等。
“安装在林区铁塔上的双光谱视频监控，就像一双双千里眼，通过AI技术，能够精准识别出半径5公里内出现的烟雾，并发出火情预警。”林场负责人任廷勇说。
针对人工巡林范围大、盲点多，林场则在坟区、卡点等人流密集的地方安装了双红外火焰和地表火探测器，不仅能识别烟雾、火点等险情，还能定点捕捉人为活动，一旦发现携带火种进山、随地乱扔烟头等行为，便会及时提醒巡护人员前往处置。
今年清明期间，探测器监测到火险情况，护林员赶到时，发现有几位村民正在林区烧香祭拜，他们立即上前制止，扑灭了火源，整个过程不到3分钟。“我们林场面积有9万多亩，护林员只有20多名，这么大片林子光靠人力根本管不过来。”任廷勇说。
作为我市避暑纳凉的胜地，仙女山国家森林公园在酷暑时节的日均游客接待量超过10万余人次，景区实行了入林扫码，游客需要扫描防火码填报信息后才能进入林区。利用大数据技术，景区监管平台能对车辆、游客的运行轨迹进行溯源记录，从而有效防控火源，科学开展火情原因分析等。尽管近年来极端天气、夏季高温天气频发，仙女山景区未发生一起较大火灾事故。
建立24个火险因子监测站火险等级预报精准到点
“温度38℃、空气湿度48%、土壤含水率23%、凋落物含水率低于10%，火险等级属高度危险。”这段时间，位于北碚区的重庆市森林草原防火实验基地异常繁忙，在基地的森林火险因子综合监测站内，科研人员利用前端感知传感器设备，对林区内的森林火险因子进行精准化监测，并搭建后端模型推演算法，实现对森林火险精细化预警。
“我们的火险等级甚至可以精确到某一特定林班。”实验基地技术人员李耀辉说，我市森林火险等级预报，还以行政区为单位，主要依托气象数据进行推算，“由于忽略了植被类型、可燃物载量等林业数据，结果也比较粗糙。”
依托人工智能、物联网等技术手段，监测站实现对林区土壤墒情、可燃物含水率、空气湿度、地表温度等森林火险因子的全方位分层监测，汇集了800余万条监测数据。他们将采集的数据实时回传至云数据服务中心，在算法模型的加持下，综合评估计算得出林班样地发生森林火灾的危险程度。
这并不只是一个数据搬运的简单过程。为了得出最优的算法模型，科研人员脑洞大开，尝试对不同树种的叶子进行燃烧实验，测试环境对树叶的燃点，以及燃烧速度的影响。
“我们算得上国内较早做这方面研究的单位，没有前人经验可学，很多东西都要自己去摸索。”李耀辉说，譬如，他们通过定制坡度支架、搭建光照实验室来模拟重庆不同的地形地貌条件，甚至自主研发了用于焚烧树叶的燃烧床。
经过反复实验，他们获得了大量的数据参数，建立起以森林火险因子为主导的精细化火险等级预报模型。
据了解，目前，我市已在主城“四山”以及璧山、永川等地建立起24个火险因子监测站，实现多维火险因子的自动采集、上报，各站点正加紧完成计算模型的验证优化，综合运用现代化火险感知手段，进一步提升森林火灾早期预判能力。

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