凌晨四點,錫林郭勒草原仍被薄霧籠罩。在無人值守的65號鐵塔頂端,兩臺形似“貓頭鷹”的鏡頭悄然旋轉——它們不是普通攝像機,而是剛剛完成組網的華瑞通雙光譜熱成像云臺攝像機。3公里外,一枚尚未燃盡的煙蒂正被風推入枯草,0.3秒后,系統捕捉到2℃的異常溫升;再過0.7秒,坐標被自動寫入GIS圖層,紅色警報同步推送到防火值班室。從火點出現到指揮終端收到帶經緯度的預警,全程不到3秒。這并非科幻,而是今年夏季在內蒙古草原真實發生的日常一幕。
一、草原防火的“老難題”與“新答案”
草原火被稱為“跑得最快的火災”。可燃物連續、風向瞬變、地勢平坦,使得小火苗在10分鐘內就能發展成火線。傳統瞭望塔肉眼觀測半徑不足1公里,且夜間和雨霧天基本“失明”;衛星遙感雖然覆蓋廣,但過境周期長、分辨率低,往往“看得見卻趕不上”。
? 3公里半徑無縫覆蓋,單臺設備可替代3座25米高瞭望塔;
? 紅外波段對0.1℃溫差敏感,小火星也能觸發預警;
? 可見光通道同步復核,杜絕誤報;
? 邊緣AI算法直接輸出火點像素坐標,無需后臺人工判圖。
在呼倫貝爾試點區域,過去兩年平均每年發生17起草原火,系統上線后降至3起,且過火面積均控制在2公頃以內。
二、技術拆解:為什么它能“看見”火?
1. 雙光譜融合:攝像機內集成640×512氧化釩非制冷紅外焦平面與200萬像素可見光CMOS。紅外發現異常熱源,可見光確認是否為真實火焰或僅僅是陽光下的鐵皮屋頂。
2. 3公里極限識別:采用775mm鏡頭+F1.0大光圈,配合數字細節增強(DDE)算法,將背景溫差噪聲降低42%,實現3000米外識別0.5m×0.5m火面。
3. 內置角度回傳,角度回傳網絡輸出,通過網絡讀取角度信息,可結合 GIS 系統二次開發目標定位功能,定位精度高。
4. 防鹽霧設計:整機具有IP67防護等級,結構堅固并全密封,表面抗氧化防鹽霧噴涂。
三、GIS即刻定位:從像素到坐標的魔法
當攝像機檢測到火點時,系統執行“三步定位”:
① 根據云臺當時方位角、俯仰角與鏡頭焦距,計算火點在圖像中的像素坐標;
② 結合DEM高程數據,把像素坐標轉換為空間射線;
③ 射線與地表相交,得到精確經緯度,誤差≤5米。
整個過程由嵌入式RTK差分定位模塊提供亞米級云臺姿態基準,無需人工校準。指揮中心的電子沙盤上,火點被標記為跳動的紅色火焰符號,同時自動生成最短路徑導航,引導最近消防水車或摩托車突擊隊前往處置。今年7月的一場突發雷擊火,從預警到隊員抵達僅用時11分鐘,對比過去平均45分鐘,效率提升近4倍。
四、從“單點”到“一張網”
目前,錫林郭勒盟已布設128臺雙光譜熱成像攝像機,形成東西跨度260公里、南北縱深180公里的“火情感知網”。系統通過北斗短報文回傳,即使在公網盲區也能保證數據鏈路暢通。未來一年,內蒙古計劃新增300臺,實現邊境草原、重點牧區全覆蓋。
更值得期待的是“草原防火數字孿生”:把實時火點、氣象站風速、牧草含水率、道路網、水源點全部疊加到三維GIS,利用仿真引擎預測30分鐘后的火線蔓延趨勢,為指揮員提供“沙盤推演的精度+游戲級的交互”。
五、項目總結:守護的不只是草原
當第一縷晨光越過地平線,攝像機結束整夜值守,鏡頭自動轉入除塵模式。牧民們不知道的是,他們昨夜安然入睡,是因為千里之外的數據中心一直在“替草原站崗”。
從“追著火跑”到“讓火點無處遁形”,雙光譜熱成像攝像機改變的不僅是技術路線,更是人與草原的相處方式——火不再只是需要恐懼的災害,而是可以被實時感知、精準處置的變量。