在森林防火中，热成像为何这么鸡肋？

马飒飒 · 发表于 2021-6-7 16:36:10

步入2020年，越来越多的新技术进入大众视野，各个领域关键技术又得到了新的突破，人工智能、大数据、AI、机器视觉、深度学习，物联网、5G等新科技都在近2年得到集中爆发，反观森林防火领域，依然没有较为先进的技术诞生，究其原因，不难发现目前市面上还有非常多的产品仍然将热成像作为森林防火的主要手段，间接性的制约了森林防火技术的发展。
至于热成像为什么不能作为森林防火的主要手段，通过分析它的原理，主要有以下几点原因。
1、抗遮挡能力差
热成像技术的原理是通过探测物体表面热量（能量），获取到物体的温度，并通过图像处理器转为电信号，然后通过系统设置好的阈值对其进行判断，超出阈值即可触发报警。这样的处理流程存在非常大的弊端，因为热成像的技术原理导致其无法探测被遮挡的物体表面温度，只要有任何物体挡住火苗或火光它就无法探测到，这要是用在实际的应用场景中，比如：林子底下的火、山背面的火、山坳里的火等，只要任何有遮挡的火都不会报警，造成严重的漏报。
并且，热成像识别产品只能感知空旷地方的火和树梢上的火，空旷地方发生火灾的可能性很小，当火势已蔓延至树梢时，火势已很大，有悖于森林防火打早、打小的初衷。因此，使用热成像识别产品会导致严重的漏报，如若用于森林防火，因漏报而错失最佳扑火时期，从而导致更大的损失，这是谁也承担不起的，是严重的不负责任的行为。
2、误报率高
在太阳光照射下，屋面反光、水面反光，车辆等热源经过时，热成像识别产品也会报警，现在的许多森林都作为生态旅游景区，时常有人/车出入，这将导致系统根本无法使用。频繁的误报，致使工作人员关闭系统，使系统沦为摆设，从而给预防森林火灾造成严重隐患。
3、热成像图像分辨能力差
热成像的成像原理是通过温差成像，在自然界中任何高于绝对零度（-273℃）的物体都存在温度，我们都知道绝对零度是热力学理论上的最低温度，然而在现实世界中是很难达到的，就算是在实验室，也只能无限趋近于绝对零度。这就导致通过温差进行成像用在森林防火中非常不友好，如果发生火灾目标温差都不大，因此红外热图像对比度低，使分辨细节能力差，成像质量也不高。
4、监测距离近
目前市面上主流的热成像镜头探测距离大多为5km，相对于可见光镜头的十几到几十公里的探测距离，是热成像的3~10倍，显而易见，热成像探测的距离实在是太短了，对于动辄几千甚至上万公顷的森林来说，这么短的探测距离，实在是儿戏。
5、热成像成本高
本来热成像单台成本的价格并不高，不过，因为热成像探测距离太近，以至于有些厂家会要求客户架设上百套设备，所以往往导致建设成本居高不下。而且采用红外热成像识别系统，通常还会加装一套可见光识别系统，设备的增加意味着建设成本的增加。
通过以上五点可以得出：将热成像识别产品用于森林防火预警系统的主要手段，是完全行不通的。
当然，热成像技术并不是一无是处，2020年1月以来新冠疫情席卷全球，目前，已导致全球新冠确诊病例超过17亿例，累计死亡超过373万例，直到现在，事态依然十分严峻，不容松懈。得益于国内疫情的有效防控，企业陆续复工，公共场所，娱乐场所也已经开发。热成像在这种形式下就发挥了他的强大之处，大范围，精准的测量优势，使其在公共区域测量人体体温非常适用，其价值得到了充分体现。

即使面对这样的现实，通过市场考察我们发现，国内仍然有众多厂商，依然还把热成像技术用作森林防火的主要手段，究其原因，主要是其庞大的利润空间趋势。目前国内森林防火领域的厂家大多没有核心的研发实力，设备零部件完全依靠外采，靠拼凑而成，其采购的零部件大多低质价廉，然后对外就说是说自己研发制造的设备。在高利润的驱使下，使这些产品得以流入市场，从而侧面的在用户心中形成了热成像是森林防火预警系统的核心这种固有印象。如果选用了这样的产品，待系统建成，投入使用时才漏洞百出，漏报，误报概率极高，使用起来痛苦不堪。以至于不得不关闭系统，回归传统人工巡护的“笨方法”去保护森林，系统沦为林场电子垃圾，如同虚设，成了应付上级领导的“工具”。
森林火灾监测预警系统的前端设备往往位于野外复杂且恶劣的环境中，对摄像机镜头、烟火识别算法都是非常严苛的考验，怎么在有效降低建设成本和后期使用成本的条件下确保准确的识别率。显然，热成像识别产品是无法满足的，而如果采用可见光识别产品就不同了，可见光识别技术通过白天识别烟雾，夜晚识别火光，有效的避免了热成像识别产品的众多不足之处，确保森林防火预警系统长期可用，且用之有效。显而易见，可见光识别才是森林防火应用的“核心”，赶紧把落后的产品扔掉吧，森林需要的是更加有效的防护，而不是应付了事！

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