(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210843396.0 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 中国林业科 学研究院森林生态 环境 与自然保护研究所 地址 100089 北京市海淀区东小 府2号 申请人 青岛理工大 学　 北京市应急管理科 学技术研究院 (72)发明人 王明玉　舒立福　司莉青　李伟克　 隋玉正　张慧　李威　赵凤君　 (74)专利代理 机构 北京共腾律师事务所 16 031 专利代理师 李保民 (51)Int.Cl. G06V 20/17(2022.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 20/52(2022.01)G06K 9/00(2022.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于森林自然感知进行火灾扑救的方 法和系统 (57)摘要 本发明提供一种基于森林自然感知进行火 灾扑救的方法和系统， 涉及自然感知系统技术领 域。 该一种基于森林自然感知进行火灾扑救的方 法和系统， 包括以下步骤： S1.探针设置， 包括制 作探针和制作贴片， 其中探针为可导电抗腐蚀金 属或碳棒， 贴片可可导电抗腐蚀金属或碳薄膜； S2.与植物建立连接， 其具体操作步骤如下： S2.1.将探针刺入植物体， 与植物根、 树干、 枝等 器官和组织连接。 通过对森 林感知和多通道分布 式植物微电流传感系统， 建立基于森 林感知的多 灾害全域 感知体系， 建立基于感知图谱的全域多 因素成像体系， 实现森林感知信息的可视化， 基 于不同森 林火险， 构建植物体电信号和火灾信息 映射关系， 进 而建立森林火险预警 感知图谱。 权利要求书2页 说明书5页 CN 115294475 A 2022.11.04 CN 115294475 A 1.一种基于森林自然感知进行火灾扑救的方法和系统， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1.探针设置， 包括制作探针和制作贴片， 其中探针为可导电抗腐蚀金属或碳棒， 贴片 为可导电抗腐蚀金属或碳薄膜； S2.与植物建立连接， 其具体操作步骤如下： S2.1.将探针刺入植物体， 与植物根、 树干、 枝等器官和组织连接； S2.2.将植物接合部位韧皮部裸露， 将贴片与植物提根、 树干、 枝等韧皮部连接， 同时将 贴片与植物叶片连接； S2.3.探针和贴片通过导线与电流计量终端连接， 计算机中绘制虚拟植物， 与实体植物 对应， 植物体 每个位置电流变化会实时在计算机中的虚拟植物上显示； S3.建立植物库和虚拟森林， 包括建立与显示对应的虚拟森林， 虚拟  森林中的虚拟植 物库对应森林中对应的植物体； S4.信号通道设置， 通过将主机连接多路住信号， 每个主信号有多个支信号， 其中每个 主信号对应一颗植物， 每个支信号对应一颗植物上 的一个器官或者组织， 其中一路主信号 连接大地， 用来获取 大地的电信号； S5.主机设置， 通过在主机安装定位芯片， 主要用于记录经纬度， 采用手机信号或者北 斗短报文通信， 同时主机内部 设有存储芯片， 可对植物电信号进 行存储， 整体采用太阳能供 电或者蓄电池进行 供电； S6.标准学习场设置， 其中标准学习场为可控试验场， 主要用于建立可识别不同事件信 号库， 标准学习场内部 设置有智能摄像头、 红外线 可见光视频监控和自动 气象站， 智能摄像 头用来同步自动记录火灾的事件； 红外线可见光视频监控用来同步监测火灾事件； 自动气 象站用来同步记录气象、 植物体含水率、 土壤温湿度、 腐殖质温湿度、 干旱 等信息； S7.信号库建立和敏感植物选取， 通过S6中记录的不同事件下产生的电信号对其建立 不同事件的信号库， 同步记录事件和电信号， 建立事件和信号匹配的信号库， 同步记录背 景 信号库， 用于剔除背 景信号和增强事件信号， 同时记录不同植物体对事物反应得敏感性， 选 择敏感性的植物作为感知体和备用感知体； 可针对不同植物的敏感性进行归一化处理， 还 可对敏感植物进行 克隆育苗； S8.信号库设置， 针对不同的事件产生不同的信号的事件涟漪， 包括植被含水率、 雷电、 火灾、 动物活动人为活动、 干旱、 地震、 洪水等影响， 根据信号库中的植物电信号库， 识别和 确认不同的事 件， 通过不同信号变化和事 件涟漪来识别不同的事 件； S9.森林感知网络设置， 其 步骤如下： S9.1.野外进行布置观察场； S9.2.根据所要感知的范围， 在森林中按一定空间 间隔设置成 感知矩阵； S9.3.根据需要种植对不同事 件敏感的植物体； S9.4.按一定的空间布局布置主机、 信号探针和贴片； S9.5.获得场地中电信号的空间布局； S9.6.建立与现实森林对应的虚拟森林； S10.事件感知和识别， 不同的事件发生时， 获得不同的事件涟漪， 不同的信号涟漪代表 不同的事件， 对应不同的波形， 如火灾发生时， 获得火灾涟漪， 获得的涟漪信号通过主机和 无线网络传送回系统平台， 平台计算涟漪信号时间、 强度、 范围、 幅度等涟漪属性， 然后根据权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115294475 A 2涟漪属性确定事 件属性； S11.组合事件的感知和识别， 对森林中同时发生的同类事件或不同类别事件， 记录组 合或综合事情的信号， 根据事 件信号的涟漪和波形进行解构， 获得不同事 件的信息； S12.事件响应， 其具体 应对步骤如下： S12.1.建立无 人机自动机库； S12.2.无 人机自动机场距离 30分钟之内； S12.3.获得火灾的经纬度； S12.4.根据涟漪的强度和信号的消融程度获得火场的大小和火强度； S12.5.根据火场的需求， 无 人机自动机场释放无 人机集群， 进行自动灭火； S12.6.根据事 件性质， 将事 件信息发送到响应机构和有关部门； S13.根据S12步骤中可采用采样人工或无人机、 无人车、 智能机器人等相应的应对措 施。 2.根据权利要求1所述的一种基于森林自然感知进行火灾扑救的方法和系统， 其特征 在于： 根据S1步骤中探针和贴片可采用接触式或 感应式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115294475 A 3