基于树莓派的森林火灾图像传输与检测系统设计研究述评
摘 要
森林作为最大的陆地生态系统，资源储量丰富，可以为人类提供多种生活用品，创造巨大的经济效益。我国森林面积总量排名世界第五，而人均占有量仅为世界平均水平的1/5。森林火灾是森林灾害的主要问题，具有突发性强、破坏性大、处置救助困难的特点，严重损害了生态和谐，己被联合国粮食及农业组织界定为全球第八大自然灾害。因此，对森林实时监测，及早发现森林火险并进行预警将大大减少森林火灾所带来的损失。针对以上问题，基于树莓派平台设计图像采集终端，通过4G网络实时传输至上位机，并采用深度学习目标检测算法实时检测火灾，及时预防大片森林火灾的蔓延，减少损失。
关键词：树莓派；森林火灾；图像传输；深度学习；火灾检测
A survey on the design of forest fire image transmission and detection system based on Raspberry Pi
ABSTRACT
As the largest land ecosystem, forest has abundant resources, which can provide many kinds of living supplies for human beings and create huge economic benefits. China#39;s total forest area ranks fifth in the world, while the per capita share is only 1/5 of the world average. Forest fire is the main problem of forest disaster, which has the characteristics of strong burst, destructive and difficult to deal with and rescue, which seriously damages ecological harmony. It has been defined as the eighth natural disaster by the food and Agriculture Organization of the United Nations. Therefore, the real-time monitoring of forest, early detection of forest fire risks and early warning will greatly reduce the loss caused by forest fire. In view of the above problems, the image acquisition terminal is designed based on raspberry pie platform, and transmitted to the upper computer through 4G network in real time. The digital image processing algorithm is used to detect the fire in real time, so as to prevent the spread of large forest fires in time and reduce the loss.
Key words：Raspberry Pi；Forest Fire；Image Transmission;；Deep learning；Fire Detection
1 研究背景与意义
森林是以木本植物为主体的生物群落形成的一个生态系统的总体，除了为人类提供物质生产生活资料，还是陆地上最重要的碳库、蓄水库、能源库、基因库和营养库，同时在应对全球气候变暖、防止水土流失、维持物种多样性等方面同样具有重要的意义，是人类生存和发展的基础。但是，如此强大的生态系统在面对森林火灾时却显得脆弱不堪。森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害[1]，不仅引发了一系列环境问题，而且严重威胁人类的生命财产安全[2]。全世界每年发生森林火灾在2times;105次以上，每年烧毁林地面积超过6.40times;106公顷[3]。我国森林面积总量世界排名第五，目前全国只有森林面积18.3亿亩，人均森林面积占有量仅为世界平均水平的1/5。但是我国森林火灾造成的危害却很严重。1998-2017年我国平均每年发生2800余次森林火灾，年均受害森林面积13000公顷[4]；2019年四川凉山的森林火灾更是造成了特大人员伤亡。国外则是2019年的澳大利亚森林火灾和2020年的加州山火，持续数月，给生态系统造成了严重的破坏[5]。
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