CN111930049A - 一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，包括植物分布区域划分模块，区域植物密度统计模块、区域监测点布设模块、区域环境参数采集模块、环境参数预处理模块、植物参数数据库、人工输入模块、火灾风险评估系数统计模块、管理服务器、预警模块和远程监控平台，本发明通过对整体森林区域进行植物种类识别并进行植物分布区域划分，同时在各子区域布设若干监测点，在各监测点进行环境参数采集处理，进而统计各子区域的火灾风险评估系数，可***各子区域出现火灾的可能性，且对火灾风险评估系数大于预设安全火灾风险评估系数的子区域进行预防处理，最大化地避免火灾的发生，进而减少对森林资源的破坏。

Description

一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***

技术领域

本发明属于林业防火管理技术领域，涉及到一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***。

背景技术

我国森林资源十分丰富,随着我国对资源的持续利用和资源综合利用意识的增强,森林资源已成为生态环境和经济建设的重要组成部分。近年来，随着全球气候变暖，森林自然火灾频繁发生，森林资源受到严重的破坏，直接影响国民经济的发展，所以加强森林防火具有重要的意义。

目前对森林的防火监管都还只是对已经发生的小范围火灾进行预防控制，虽然最终将火灾控制住，但不可避免地会对森林资源造成破坏，监管水平有限，不能对森林火灾进行***。鉴于此，本发明提出一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，能够对森林火灾进行***，同时对监测到存在火灾风险的森林区域进行预防处理，在火灾发生之前将火苗扼杀在摇篮里，实现对森林资源的零破坏。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，解决了背景技术中提到的问题。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，包括植物分布区域划分模块，区域植物密度统计模块、区域监测点布设模块、区域环境参数采集模块、环境参数预处理模块、植物参数数据库、火灾风险评估系数统计模块、管理服务器、预警模块和远程监控平台，其中植物分布区域划分模块用于根据对整体森林区域进行图像采集并分析处理以获取整体森林区域内分布的植物种类及各植物种类所处的区域分布，区域植物密度统计模块与植物分布区域划分模块连接，区域监测点布设模块与区域植物密度统计模块连接，区域环境参数采集模块与区域监测点布设模块连接，环境参数预处理模块与区域环境参数采集模块连接，火灾风险评估系数统计模块分别与植物分布区域划分模块、区域植物密度统计模块、环境参数预处理模块和植物参数数据库连接，管理服务器与火灾风险评估系数统计模块连接，预警模块和远程监控平台均与管理服务器连接；

所述植物分布区域划分模块包括森林区域图像获取模块、图像初步处理模块和图像对比划分模块，其中图像初步处理模块与森林区域图像获取模块连接，图像对比划分模块与图像初步处理模块连接；

所述森林区域图像获取模块包括图像采集器，用于采集整体森林区域图像；

所述图像初步处理模块用于对整体森林区域图像进行数字化处理，获取数字化森林区域图像，利用数字图像处理技术对获取的数字化森林区域图像进行图像增强和图像锐化操作，增强森林区域图像的细节边缘，得到高清森林区域图像；

所述图像对比划分模块对高清森林区域图像进行植物外形特征提取，包括植物树干高度、植物树干颜色及形状、植物树叶颜色及形状，并提取植物参数数据库中各种植物对应的外形特征进行逐一对比匹配，以识别到森林整体区域内的各植物种类，并将识别到的植物种类发送至火灾风险评估系数统计模块，同时根据识别到的植物种类，通过区域扫描提取不同种类植物分布区域的边界线，根据提取的各分界线对森林区域图像进行图像分割，得到若干植物分布子区域，每个植物分布子区域分别对应一种植物种类，各植物分布子区域按照设定的顺序进行编号，分别为1,2...i....n；

所述植物参数数据库存储各植物种类对应的外形特征，存储各植物种类对应的易燃系数，存储各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围，并存储各植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数，其中各植物种类包括灌木、乔木、苔藓、蕨类植物和草本植物；

所述区域植物密度统计模块包括区域面积获取、区域植物数量统计和植物分布密度计算三个步骤，其中各步骤具体实现方法如下：

步骤一：区域面积获取，对划分的各植物分布子区域利用土地面积测量仪获取各植物分布子区域的面积，并将各植物分布子区域的面积发送至区域监测点布设模块；

步骤二：区域植物数量统计，对划分的各植物分布子区域内植物数量进行统计，获得各植物分布子区域植物数量；

步骤三：植物分别密度计算，根据获取的各植物分布子区域面积和各植物分布子区域植物数量，运用密度计算公式计算各植物分布子区域的植物分布密度，并将获得的各植物分布子区域的植物分布密度发送至火灾风险评估系数统计模块，其密度公式为

Q表示为植物分布子区域内植物数量，S表示为植物分布子区域面积；

所述区域监测点布设模块接收区域植物密度统计模块发送的各植物分布子区域的面积，进行环境监测点布设，区域监测点布设模块包括监测点数量统计单元、监测区域划分单元和监测点布置单元；

所述监测点数量统计单元用于根据预设的单个监测点监测面积和各植物分布子区域面积，统计各植物分布子区域内需要布设的监测点个数；

所述监测区域划分单元用于根据得到的各植物分布子区域内需要布设的监测点个数和预设的单个监测点监测面积，将每个植物分布子区域划分为若干监测子区域；

所述监测点布置单元用于对划分的各植物分布子区域中每个监测子区域中央设置一个监测点，监测点与监测子区域一一对应，每个植物分布子区域内设置的各监测点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...j....m；

所述区域环境参数采集模块，包括若干环境参数采集终端，其分别安置在各植物分布子区域内的各个监测点位置，用于检测各植物分布子区域内的各个监测点的环境参数，其环境参数包括温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度，并将检测的各植物分布子区域内的各个监测点的环境参数发送至环境参数预处理模块；

所述环境参数预处理模块接收区域环境参数采集模块发送的各植物分布子区域内的各个监测点的环境参数对应的数值，对同一植物分布子区域内的各个监测点的环境参数对应的数值进行统一存储，构成监测点环境参数集合Qi_w(qi_w1,qi_w2,...,qi_wj,...,qi_wm)，qi_wj表示为第i个植物分布子区域第j个监测点监测的第w个环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝r1,r2,r3,r4,r5,r6,r1,r2,r3,r4,r5,r6分别表示为温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度，以此获取各植物分布子区域的监测点环境参数集合，环境参数预处理模块将获取的各植物分布子区域的监测点环境参数集合发送至火灾风险评估系数统计模块；

所述火灾风险评估系数统计模块接收区域植物密度统计模块发送的各植物分布子区域的植物分布密度，接收环境参数预处理模块发送的各植物分布子区域的监测点环境参数集合，并接收植物分布区域划分模块发送的整体森林区域分布的各植物种类，同时提取植物参数数据库中不同植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数和各种植物对应的易燃系数及各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围，分别统计各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，并发送至管理服务器；

所述管理服务器接收火灾风险评估系数统计模块发送的各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，与预设的安全火灾风险评估系数进行对比，若某植物分布子区域的火灾风险评估系数大于安全火灾风险评估系数，则表明该子区域存在火灾风险，统计整体森林区域存在火灾风险的植物分布子区域，并将统计的存在火灾风险的植物分布子区域编号发送至远程监控平台，同时发送预警指令至预警模块；

所述预警模块接收管理服务器发送的预警指令，发送预警信号；

所述远程监控平台接收管理服务器发送的存在火灾风险的植物分布子区域编号，安排相关人员进行预防处理。

优选地，所述易燃标准环境参数包括易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度。

较优选地，所述各植物分布子区域内需要布设的监测点个数计算公式为

式中K_i表示为第i个植物分布子区域内需要布设的监测点个数，S_i表示为第i个植物分布子区域面积，s_单表示为单个监测点监测面积。

较优选地，所述环境参数采集终端包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、风速传感器和光照传感器，所述温度传感器用于检测监测点的环境温度，所述湿度传感器用于检测监测点的环境湿度，所述气体传感器用于检测监测点的空气中氧气浓度和二氧化碳浓度，所述风速传感器用于检测监测点的风速，所述光照传感器用于检测监测点的光照强度。

较优选地，还包括人工输入模块，用于获取此时森林所处的当前季节，并将森林所处的当前季节发送至火灾风险评估系数统计模块。

较优选地，所述火灾风险评估系数统计模块中统计各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数的具体方法包括以下几个步骤：

S1：将接收的整体森林区域分布的各植物种类与植物参数数据库中各种植物对应的易燃系数进行对比，筛选整体森林区域分布的各种植物对应的易燃系数；

S2：接收人工输入模块发送的森林所处的当前季节，与植物参数数据库中不同植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数进行对比，选择不同植物种类在森林所处当前季节对应的易燃标准环境参数；

S3：将接收的各植物分布子区域的植物分布密度与植物参数数据库中各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围进行对比，筛选各植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子；

S4：将接收的各植物分布子区域的监测点环境参数集合与不同植物种类在森林所处当前季节对应的易燃标准环境参数进行对比，得到监测点环境参数对比集合ΔQi_w(Δqi_w1,Δqi_w2,...,Δqi_wj,...,Δqi_wm)，Δqi_wj表示为第i个植物分布子区域第j个监测点检测的第w个环境参数对应的数值与当前季节对应的第j个监测点检测的第w个易燃标准环境参数之间的差值；

S5：根据得到的监测点环境参数对比集合、各种植物对应的易燃系数和各植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子，统计各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数。

较优选地，所述各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数的计算公式为

ξ_i表示为第i个植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，γ_i表示为第i个第i个植物分布子区域内分布的该植物种类对应的易燃系数，μ_i表示为第i个植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子，Δqi_r1j、Δqi_r2j、Δqi_r3j、Δqi_r4j、Δqi_r5j分别表示为第i个植物分布子区域第j个监测点监测的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度与该植物分布子区域内分布的植物种类在当前季节对应的易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度之间的差值，qi_r10、qi_r20、qi_r30、qi_r40、qi_r50分别表示为第i个植物分布子区域内分布的植物种类在当前季节对应的易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度值。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过对整体森林区域进行植物种类识别并进行植物分布区域划分，同时对各植物分布子区域获取其面积和植物分布密度，并布设若干环境监测点，结合区域环境参数采集模块对各子区域各监测点进行环境参数采集处理，进而统计各子区域的火灾风险评估系数，实现了对森林各区域火灾风险的量化展示，可***森林各区域出现火灾的可能性，优化了目前森林防火监管只能对已经发生的小范围火灾进行预防控制的问题，且本***对火灾风险评估系数大于预设安全火灾风险评估系数的子区域进行预防处理，最大化地避免火灾的发生，进而减少对森林资源的破坏。

(2)本发明通过在划分的各植物分布子区域布设若干监测点检测环境参数，避免单个监测点检测造成的误差现象，使得检测的环境参数数值更接近真实值，为后面进行火灾风险评估系数计算提供可靠的数据支撑。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的模块框图；

图2为本发明的植物分布区域划分模块示意图；

图3为本发明的区域监测点布设模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，包括植物分布区域划分模块，区域植物密度统计模块、区域监测点布设模块、区域环境参数采集模块、环境参数预处理模块、植物参数数据库、人工输入模块、火灾风险评估系数统计模块、管理服务器、预警模块和远程监控平台，其中植物分布区域划分模块用于根据对整体森林区域进行图像采集并分析处理以获取整体森林区域内种植的植物种类及各植物种类所处的区域分布，区域植物密度统计模块与植物分布区域划分模块连接，区域监测点布设模块与区域植物密度统计模块连接，区域环境参数采集模块与区域监测点布设模块连接，环境参数预处理模块与区域环境参数采集模块连接，火灾风险评估系数统计模块分别与植物分布区域划分模块、区域植物密度统计模块、人工输入模块、环境参数预处理模块和植物参数数据库连接，管理服务器与火灾风险评估系数统计模块连接，预警模块和远程监控平台均与管理服务器连接。

植物分布区域划分模块包括森林区域图像获取模块、图像初步处理模块和图像对比划分模块，其中图像初步处理模块与森林区域图像获取模块连接，图像对比划分模块与图像初步处理模块连接。

森林区域图像获取模块包括图像采集器，用于采集整体森林区域图像；

图像初步处理模块用于对整体森林区域图像进行数字化处理，获取数字化森林区域图像，利用数字图像处理技术对获取的数字化森林区域图像进行图像增强和图像锐化操作，增强森林区域图像的细节边缘，得到高清森林区域图像；

图像对比划分模块对高清森林区域图像进行植物外形特征提取，其外形特征包括植物树干高度、植物树干颜色及形状、植物树叶颜色及形状，并提取植物参数数据库中各种植物对应的外形特征进行逐一对比匹配，匹配具体方法为将抓取的植物外形特征与每种植物对应的各个外形特征进行匹配，并统计抓取的植物外形特征与每种植物对应的各个外形特征的相似度，若统计的各个相似度都大于预设的相似度阈值，则抓取的植物外形特征与该种植物匹配成功，以此识别到森林整体区域内的各植物种类，并将识别到的植物种类发送至火灾风险评估系数统计模块，同时根据识别到的植物种类，通过区域扫描提取不同种类植物分布区域的边界线，根据提取的各分界线对森林区域图像进行图像分割，得到若干植物分布子区域，每个植物分布子区域分别对应一种植物种类，各植物分布子区域按照设定的顺序进行编号，分别为1,2...i....n。

植物参数数据库存储各植物种类对应的外形特征，其中各植物种类包括灌木、乔木、苔藓、蕨类植物和草本植物，存储各植物种类对应的易燃系数，存储各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围，并存储各植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数，其易燃标准环境参数包括易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度。

区域植物密度统计模块包括区域面积获取、区域植物数量统计和植物分布密度计算三个步骤，其中各步骤具体实现方法如下：

步骤一：区域面积获取，对划分的各植物分布子区域利用土地面积测量仪获取各植物分布子区域的面积，其获取方法具体为首先利用土地面积测量仪获取各植物分布子区域边界的位置坐标，然后将获取的边界端点的经纬度坐标转换为平面坐标，其次是将植物分布子区域边界各端点与坐标原点相连，这样将植物分布子区域划分为若干三角形，最后是对若干三角形面积求和，获取植物分布子区域的面积，并将各植物分布子区域的面积发送至区域监测点布设模块；

步骤二：区域植物数量统计，对划分的各植物分布子区域内植物数量进行统计，获得各植物分布子区域植物数量；

步骤三：植物分别密度计算，根据获取的各植物分布子区域面积和各植物分布子区域植物数量，运用密度计算公式计算各植物分布子区域的植物分布密度，并将获得的各植物分布子区域的植物分布密度发送至火灾风险评估系数统计模块，其密度公式为

Q表示为植物分布子区域内植物数量，S表示为植物分布子区域面积。

区域监测点布设模块接收区域植物密度统计模块发送的各植物分布子区域的面积，进行环境监测点布设，区域监测点布设模块包括监测点数量统计单元、监测区域划分单元和监测点布置单元；

所述监测点数量统计单元用于根据预设的单个监测点监测面积和各植物分布子区域面积，统计各植物分布子区域内需要布设的监测点个数

式中K_i表示为第i个植物分布子区域内需要布设的监测点个数，S_i表示为第i个植物分布子区域面积，s_单表示为单个监测点监测面积；

所述监测区域划分单元用于根据得到的各植物分布子区域内需要布设的监测点个数和预设的单个监测点监测面积，将每个植物分布子区域划分为若干监测子区域；

所述监测点布置单元用于对划分的各植物分布子区域中每个监测子区域中央设置一个监测点，监测点与监测子区域一一对应，每个植物分布子区域内设置的各监测点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...j....m。

区域环境参数采集模块，包括若干环境参数采集终端，其分别安置在各植物分布子区域内的各个监测点位置，环境参数采集终端包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、风速传感器和光照传感器，所述温度传感器用于检测监测点的环境温度，所述湿度传感器用于检测监测点的环境湿度，所述气体传感器用于检测监测点的空气中氧气浓度和二氧化碳浓度，所述风速传感器用于检测监测点的风速，所述光照传感器用于检测监测点的光照强度，并将检测的各植物分布子区域内的各个监测点的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度发送至环境参数预处理模块。

作为本发明的一种技术优化方案，通过在划分的各植物分布子区域布设若干监测点检测环境参数，避免单个监测点检测造成的误差现象，使得检测的环境参数数值更接近真实值，为后面进行火灾风险评估系数计算提供可靠的数据支撑。

环境参数预处理模块接收区域环境参数采集模块发送的各植物分布子区域内的各个监测点的环境参数对应的数值，对同一植物分布子区域内的各个监测点的环境参数对应的数值进行统一存储，构成监测点环境参数集合Qi_w(qi_w1,qi_w2,...,qi_wj,...,qi_wm)，qi_wj表示为第i个植物分布子区域第j个监测点监测的第w个环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝r1,r2,r3,r4,r5,r6,r1,r2,r3,r4,r5,r6分别表示为温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度，以此获取各植物分布子区域的监测点环境参数集合，环境参数预处理模块将获取的各植物分布子区域的监测点环境参数集合发送至火灾风险评估系数统计模块。

作为本发明的一种技术优化方案，本发明通过以上对各植物分布子区域的植物种类和植物分布密度获取，为后面进行火灾风险评估系数统计提供易燃系数和易燃密度影响因子作铺垫。

人工输入模块，用于获取此时森林所处的当前季节，并将森林所处的当前季节发送至火灾风险评估系数统计模块。

火灾风险评估系数统计模块接收区域植物密度统计模块发送的各植物分布子区域的植物分布密度，接收环境参数预处理模块发送的各植物分布子区域的监测点环境参数集合，接收植物分布区域划分模块发送的整体森林区域分布的各植物种类，并接收人工输入模块发送的森林所处的当前季节，同时提取植物参数数据库中不同植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数和各种植物对应的易燃系数及各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围，分别统计各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，并发送至管理服务器，其火灾风险评估系数统计具体方法包括以下几个步骤：

S1：将接收的整体森林区域分布的各植物种类与植物参数数据库中各种植物对应的易燃系数进行对比，筛选整体森林区域分布的各种植物对应的易燃系数；

S2：接收人工输入模块发送的森林所处的当前季节，与植物参数数据库中不同植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数进行对比，选择不同植物种类在森林所处当前季节对应的易燃标准环境参数；

S3：将接收的各植物分布子区域的植物分布密度与植物参数数据库中各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围进行对比，筛选各植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子；

S4：将接收的各植物分布子区域的监测点环境参数集合与不同植物种类在森林所处当前季节对应的易燃标准环境参数进行对比，得到监测点环境参数对比集合ΔQi_w(Δqi_w1,Δqi_w2,...,Δqi_wj,...,Δqi_wm)，Δqi_wj表示为第i个植物分布子区域第j个监测点检测的第w个环境参数对应的数值与当前季节对应的第j个监测点检测的第w个易燃标准环境参数之间的差值；

S5：根据得到的监测点环境参数对比集合、各种植物对应的易燃系数和各植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子，统计各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数

ξ_i表示为第i个植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，γ_i表示为第i个第i个植物分布子区域内分布的该植物种类对应的易燃系数，μ_i表示为第i个植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子，Δqi_r1j、Δqi_r2j、Δqi_r3j、Δqi_r4j、Δqi_r5j分别表示为第i个植物分布子区域第j个监测点监测的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度与该植物分布子区域内分布的植物种类在当前季节对应的易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度之间的差值，qi_r10、qi_r20、qi_r30、qi_r40、qi_r50分别表示为第i个植物分布子区域内分布的植物种类在当前季节对应的易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度值。

作为本发明的一种技术优化方案，本发明得到的火灾风险评估系数实现了对森林各区域火灾风险的量化展示，便于相关人员直观了解，根据火灾风险评估系数可***森林各区域出现火灾的可能性，其火灾风险评估系数值越大，表明存在火灾风险的可能性越高。

管理服务器接收火灾风险评估系数统计模块发送的各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，与预设的安全火灾风险评估系数进行对比，若某植物分布子区域的火灾风险评估系数大于安全火灾风险评估系数，则表明该子区域存在火灾风险，统计整体森林区域存在火灾风险的植物分布子区域，并将统计的存在火灾风险的植物分布子区域编号发送至远程监控平台，同时发送预警指令至预警模块。

预警模块接收管理服务器发送的预警指令，发送预警信号，提示相关人员有火灾风险。

远程监控平台接收管理服务器发送的存在火灾风险的植物分布子区域编号，安排相关人员进行预防处理，能够最大化地避免火灾的发生，进而减少对森林资源的破坏。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，其特征在于：包括植物分布区域划分模块，区域植物密度统计模块、区域监测点布设模块、区域环境参数采集模块、环境参数预处理模块、植物参数数据库、火灾风险评估系数统计模块、管理服务器、预警模块和远程监控平台，其中植物分布区域划分模块用于根据对整体森林区域进行图像采集并分析处理以获取整体森林区域内种植的植物种类及各植物种类所处的区域分布，区域植物密度统计模块与植物分布区域划分模块连接，区域监测点布设模块与区域植物密度统计模块连接，区域环境参数采集模块与区域监测点布设模块连接，环境参数预处理模块与区域环境参数采集模块连接，火灾风险评估系数统计模块分别与植物分布区域划分模块、区域植物密度统计模块、环境参数预处理模块和植物参数数据库连接，管理服务器与火灾风险评估系数统计模块连接，预警模块和远程监控平台均与管理服务器连接；

所述植物分布区域划分模块包括森林区域图像获取模块、图像初步处理模块和图像对比划分模块，其中图像初步处理模块与森林区域图像获取模块连接，图像对比划分模块与图像初步处理模块连接；

所述森林区域图像获取模块包括图像采集器，用于采集整体森林区域图像；

所述图像初步处理模块用于对整体森林区域图像进行数字化处理，获取数字化森林区域图像，利用数字图像处理技术对获取的数字化森林区域图像进行图像增强和图像锐化操作，增强森林区域图像的细节边缘，得到高清森林区域图像；

所述图像对比划分模块对高清森林区域图像进行植物外形特征提取，其外形特征包括植物树干高度、植物树干颜色及形状、植物树叶颜色及形状，并提取植物参数数据库中各种植物对应的外形特征进行逐一对比匹配，以识别到森林整体区域内的各植物种类，并将识别到的植物种类发送至火灾风险评估系数统计模块，同时根据识别到的植物种类，通过区域扫描提取不同种类植物分布区域的边界线，根据提取的各分界线对森林区域图像进行图像分割，得到若干植物分布子区域，每个植物分布子区域分别对应一种植物种类，各植物分布子区域按照设定的顺序进行编号，分别为1,2...i....n；

所述植物参数数据库存储各植物种类对应的外形特征，存储各植物种类对应的易燃系数，存储各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围，并存储各植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数，其中各植物种类包括灌木、乔木、苔藓、蕨类植物和草本植物；

所述区域植物密度统计模块包括区域面积获取、区域植物数量统计和植物分布密度计算三个步骤，其中各步骤具体实现方法如下：

步骤一：区域面积获取，对划分的各植物分布子区域利用土地面积测量仪获取各植物分布子区域的面积，并将各植物分布子区域的面积发送至区域监测点布设模块；

步骤二：区域植物数量统计，对划分的各植物分布子区域内植物数量进行统计，获得各植物分布子区域植物数量；

步骤三：植物分布密度计算，根据获取的各植物分布子区域面积和各植物分布子区域植物数量，运用密度计算公式计算各植物分布子区域的植物分布密度，并将获得的各植物分布子区域的植物分布密度发送至火灾风险评估系数统计模块，其密度公式为

Q表示为植物分布子区域内植物数量，S表示为植物分布子区域面积；

所述区域监测点布设模块接收区域植物密度统计模块发送的各植物分布子区域的面积，进行环境监测点布设，区域监测点布设模块包括监测点数量统计单元、监测区域划分单元和监测点布置单元；

所述监测点数量统计单元用于根据预设的单个监测点监测面积和各植物分布子区域面积，统计各植物分布子区域内需要布设的监测点个数；

所述监测区域划分单元用于根据得到的各植物分布子区域内需要布设的监测点个数和预设的单个监测点监测面积，将每个植物分布子区域划分为若干监测子区域；

所述监测点布置单元用于对划分的各植物分布子区域中每个监测子区域中央设置一个监测点，监测点与监测子区域一一对应，每个植物分布子区域内设置的各监测点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...j....m；

所述区域环境参数采集模块，包括若干环境参数采集终端，其分别安置在各植物分布子区域内的各个监测点位置，用于检测各植物分布子区域内的各个监测点的环境参数，其环境参数包括温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度，并将检测的各植物分布子区域内的各个监测点的环境参数发送至环境参数预处理模块；

所述环境参数预处理模块接收区域环境参数采集模块发送的各植物分布子区域内的各个监测点的环境参数对应的数值，对同一植物分布子区域内的各个监测点的环境参数对应的数值进行统一存储，构成监测点环境参数集合Qi_w(qi_w1,qi_w2,...,qi_wj,...,qi_wm)，qi_wj表示为第i个植物分布子区域第j个监测点监测的第w个环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝r1,r2,r3,r4,r5,r6,r1,r2,r3,r4,r5,r6分别表示为温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度，以此获取各植物分布子区域的监测点环境参数集合，环境参数预处理模块将获取的各植物分布子区域的监测点环境参数集合发送至火灾风险评估系数统计模块；

所述火灾风险评估系数统计模块接收区域植物密度统计模块发送的各植物分布子区域的植物分布密度，接收环境参数预处理模块发送的各植物分布子区域的监测点环境参数集合，并接收植物分布区域划分模块发送的整体森林区域分布的各植物种类，同时提取植物参数数据库中不同植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数和各种植物对应的易燃系数及各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围，分别统计各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，并发送至管理服务器；

所述管理服务器接收火灾风险评估系数统计模块发送的各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，与预设的安全火灾风险评估系数进行对比，若某植物分布子区域的火灾风险评估系数大于安全火灾风险评估系数，则表明该子区域存在火灾风险，统计整体森林区域存在火灾风险的植物分布子区域，并将统计的存在火灾风险的植物分布子区域编号发送至远程监控平台，同时发送预警指令至预警模块；

所述预警模块接收管理服务器发送的预警指令，发送预警信号；

所述远程监控平台接收管理服务器发送的存在火灾风险的植物分布子区域编号，安排相关人员进行预防处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，其特征在于：所述易燃标准环境参数包括易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，其特征在于：所述各植物分布子区域内需要布设的监测点个数计算公式为

式中K_i表示为第i个植物分布子区域内需要布设的监测点个数，S_i表示为第i个植物分布子区域面积，s_单表示为单个监测点监测面积。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，其特征在于：所述环境参数采集终端包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、风速传感器和光照传感器，所述温度传感器用于检测监测点的环境温度，所述湿度传感器用于检测监测点的环境湿度，所述气体传感器用于检测监测点的空气中氧气浓度和二氧化碳浓度，所述风速传感器用于检测监测点的风速，所述光照传感器用于检测监测点的光照强度。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，其特征在于：还包括人工输入模块，用于获取此时森林所处的当前季节，并将森林所处的当前季节发送至火灾风险评估系数统计模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，其特征在于：所述火灾风险评估系数统计模块中统计各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数的具体方法包括以下几个步骤：

S1：将接收的整体森林区域分布的各植物种类与植物参数数据库中各种植物对应的易燃系数进行对比，筛选整体森林区域分布的各种植物对应的易燃系数；

S2：接收人工输入模块发送的森林所处的当前季节，与植物参数数据库中不同植物种类在不同季节对应的易燃标准环境参数进行对比，选择不同植物种类在森林所处当前季节对应的易燃标准环境参数；

S3：将接收的各植物分布子区域的植物分布密度与植物参数数据库中各易燃密度影响因子对应的植物分布密度范围进行对比，筛选各植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子；

S4：将接收的各植物分布子区域的监测点环境参数集合与不同植物种类在森林所处当前季节对应的易燃标准环境参数进行对比，得到监测点环境参数对比集合ΔQi_w(Δqi_w1,Δqi_w2,...,Δqi_wj,...,Δqi_wm)，Δqi_wj表示为第i个植物分布子区域第j个监测点检测的第w个环境参数对应的数值与当前季节对应的第j个监测点检测的第w个易燃标准环境参数之间的差值；

S5：根据得到的监测点环境参数对比集合、各种植物对应的易燃系数和各植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子，统计各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的林业森林防火安全智能监测管理***，其特征在于：所述各植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数的计算公式为

ξ_i表示为第i个植物分布子区域在当前季节的火灾风险评估系数，γ_i表示为第i个第i个植物分布子区域内分布的该植物种类对应的易燃系数，μ_i表示为第i个植物分布子区域植物分布密度对应的易燃密度影响因子，Δqi_r1j、Δqi_r2j、Δqi_r3j、Δqi_r4j、Δqi_r5j分别表示为第i个植物分布子区域第j个监测点监测的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速和光照强度与该植物分布子区域内分布的植物种类在当前季节对应的易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度之间的差值，qi_r10、qi_r20、qi_r30、qi_r40、qi_r50分别表示为第i个植物分布子区域内分布的植物种类在当前季节对应的易燃标准温度、易燃标准湿度、易燃标准氧气浓度、易燃标准二氧化碳浓度、易燃标准风速和易燃标准光照强度值。

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