[发明专利]基于激光测距的森林火点定位系统及其使用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及森林防火用智能定位技术领域，特别涉及一种基于激光测距的森林火点定位系统及其使用方法。

背景技术：

森林火灾突发性强、破坏力大、影响面广，对森林资源的安全产生严重威胁。处置森林火灾往往要兴师动众、耗费巨大，恢复一场森林火灾前的生态环境需要几十年甚至数百年时间。世界各洲，以大洋洲森林火灾最为严重，其次是北美洲，最少为北欧。有的国家森林资源丰富，森林火灾也较严重，如美国、加拿大和俄罗斯等，森林覆盖率在30％以上，年均火灾面积100万hm2以上。就森林火灾情况来看，温带地区最易发生森林火灾。从欧洲和北美洲的一些国家在1980～1994年的火灾发生次数统计结果来看，美国的森林火灾次数要远远高于其他国家，其次是俄罗斯和加拿大。美国每年的森林火灾总次数均在9.5万次以上，法国、德国、挪威、土耳其和英国等欧洲国家的森林火灾也频繁发生。

中国也是一个森林火灾多发国家，森林防火的形势同样严峻。在2007年11月7日，湖南省永州市宁远县发生森林火灾，过火面积约47公顷，扑救过程中9人不幸遇难，同一时期，我国各个林区相同规模的森林火灾还有多起。我国在林火研究上比发达国家起步晚，从50年代才开始逐渐发展起来。但是，随着科学技术的快速发展以及政府部门对森林防火工作的投入力度不断增强，我国森林防火科研人员在吸取了以往森林火灾的经验教训基础上，通过自主研发与引进国外先进技术相结合的方式，于一批森林防火科研项目上取得了显著成绩。森林火灾次数、火灾损失、人员伤亡均呈大幅度下降趋势。

森林火灾的早期预警历来是林区工作的重中之重，要求防患于未“燃”。从森林防火的历史发展看，早期护林员在林区建造瞭望塔，以人工长期值守的方式进行护林。当发现火情后，由于不能迅速确定火点位置，导致防火指挥部门不能及时调配、组织人员和装备投入火场，延误了灭火的最佳时机。随着电子技术的发展，模拟电子监控设备在一些林区取代了瞭望塔上护林员的工作。瞭望塔上的摄像机俯瞰林区，可以让控制室的人员实时了解现场的情况，对于及时发现火情、降低护林员工作强度起到了积极的作用。但模拟监控设备同样不能解决火点位置问题。为解决上述问题，申请人在此前申请了一种基于物联网技术森林防火用远红外探测一体机和一种森林防火用红外测温仪两个专利，提供一种结构简单，使用方便，测温准确，能够在温度到达燃点之前就报警，且准确率高，无需人工核实火情的森林防火用方法。但是，却无法准确定位森林火灾发生的具体位置，也无法为森林防火决策部门提供关键的火点位置信息，从而无法在火灾险情发生时及时确定最佳方案、调遣人员、车辆、物资，对林火进行有效的控制和扑灭，无法将火灾带来的损失降到最低。

为解决上述无法实现森林火灾定位的问题，有人提出了单点定位算法，通过查表的方式或者穷举渐进的方式获取火点的位置，但是表的精度与所需高昂的设备费以及对测量条件苛刻的要求，都会给定位的结果带来巨大的影响。因此，迫切需要出现一种结构简单，使用方便，定位准确，能够在发现森林火灾发生时就定位，且准确率高，无需人工核实的一种基于激光测距的森林火点定位系统及其使用方法。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种结构简单，使用方便，定位准确，能够在森林火灾发生时就定位，且准确率高，无需人工核实的森基于激光测距的森林火点定位系统及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于激光测距的森林火点定位系统，包括激光测距仪，云台，PC机，PC机上装载有GIS地图和软件平台，云台上固定的装配有所述激光测距仪，云台内进一步设置有数据采集模块与传输模块，云台与PC机网络连接，激光测距仪内设置有激光测距模块，激光测距模块与数据采集模块、传输模块之间电连接，激光测距模块包括激光发射器和接收器，其中，以正北方向为水平0°，

所述云台能够实现水平方向0-360度旋转，

所述云台能够实现垂直方向-30-40度旋转，

所述云台将水平角度变换值与垂直角度变换值通过网络传送到PC机，作为GIS定位算法中所需要的水平角与俯仰角；水平角度值为A；云台俯仰角度值为B；

所述云台能够通过激光测距仪获取云台所在地与火点之间的直线距离，并通过网络传输到所述PC机端，作为GIS定位算法中的火点与激光测距仪之间的距离值S，

所述GIS定位算法为：

设云台所在地的经纬度坐标值，为(J0，W0)

设云台所在地的高度值，为H0，

设定云台所在地单位经度和单位纬度的长度，每一经度为J，每一纬度为W