Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất

Bài báo trình bày kết quả phát triển phần mềm phát hiện cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất của Trường Đại học Lâm nghiệp. Phần mềm sử dụng thuật toán phát hiện khói và lửa trong phân tích ảnh các đám cháy, nhằm trích xuất ra các thông tin về đám cháy.

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 1

Trang 1

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 2

Trang 2

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 3

Trang 3

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 4

Trang 4

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 5

Trang 5

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 6

Trang 6

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 7

Trang 7

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 8

Trang 8

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất trang 9

Trang 9

pdf 9 trang Danh Thịnh 11/01/2024 3760
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc mặt đất
Tạp chí KHLN 3/2016 (4538 - 4546) 
©: Viện KHLNVN - VAFS 
ISSN: 1859 - 0373 Đăng tải tại: www.vafs.gov.vn 
 4538
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG 
PHÁT HIỆN SỚM CHÁY RỪNG TỪ TRẠM QUAN TRẮC MẶT ĐẤT 
Trần Quang Bảo, Nguyễn Trọng Cương, Lê Ngọc Hoàn, Mai Hà An 
Trường Đại học Lâm nghiệp 
Từ khóa: Camera IP, cháy 
rừng, phát hiện cháy rừng, 
phần mềm 
TÓM TẮT 
Bài báo trình bày kết quả phát triển phần mềm phát hiện cháy rừng từ trạm 
quan trắc mặt đất của Trường Đại học Lâm nghiệp. Phần mềm sử dụng 
thuật toán phát hiện khói và lửa trong phân tích ảnh các đám cháy, nhằm 
trích xuất ra các thông tin về đám cháy. Phần mềm có chức năng phân tích 
tư liệu ảnh đa thời gian, được chụp từ camera IP, nhằm phát hiện và 
truyền tin cháy rừng. Phần mềm được cài đặt và vận hành tự động trên 
máy tính, khi có các đám cháy xuất hiện, phần mềm sẽ tự động phân tích 
ảnh chụp các đám cháy, phát hiện và thông tin đám cháy tới chủ rừng, bao 
gồm tọa độ và ảnh đám cháy thông qua tin nhắn (SMS) và thư điện tử 
(Email, OTT). Phần mềm sử dụng kết hợp các thuật toán phát hiện đám 
cháy đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới. Phần mềm được phát 
triển trên nền ngôn ngữ C# và một số chương trình hỗ trợ khác như: 
Visual Studio 10, Canon EDSDK Tutorial. 
Keywords: Forest fire, 
forest fire detection, 
software, IP camera 
Designing an application software for early automatic detection of 
forest fires from ground monitoring station 
This paper presents the results of software development to detect forest 
fire from ground monitoring stations. The software uses algorithms to 
detect smoke and fire by image processing in order to extract forest fire 
information. The software analyzes multi - time pictures taken from IP 
cameras to detect and communicate forest fire information. The software 
is installed and operating automatically on the computer. When fires 
occur, the software will automatically analyze images of the fire to detect 
fire information and transfer to forest owners, including coordinate system 
and photo of the fires via text messages (SMS) or email (Email, OTT). 
The software is used fire detection algorithms widely used in the world. 
The software was developed by C # language and some other support 
programs, such as Visual Studio 10, Canon EDSDK Tutorial. Software 
has been operated many times and works effectively in practice. 
Trần Quang Bảo et al., 2016(3) Tạp chí KHLN 2016 
 4539 
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Nước ta có hơn 14 triệu ha rừng (Bộ NN&PTNT, 
2016), trong đó diện tích rừng chủ yếu phân bố 
ở khu vực có địa hình phức tạp, các vùng xa 
xôi hẻo lánh, điều kiện đi lại không thuận lợi. 
Nếu xảy ra cháy rừng, để phát hiện và chữa 
cháy kịp thời thì diện tích rừng thiệt hại do 
cháy rừng gây ra rất lớn. Ở hầu hết các địa 
phương vào mùa cháy rừng thường duy trì chế 
độ trực cháy thông qua theo dõi thường xuyên 
cả ngày lẫn đêm. Tuy nhiên, do hạn chế về 
nhân lực và các trang thiết bị hiện đại, việc 
phát hiện sớm cháy rừng thường không kịp 
thời. Trong nhiều trường hợp, chỉ khi cháy 
rừng đã xảy ra một thời gian dài và lan rộng 
trên một diện tích lớn mới phát hiện được, do 
vậy hiệu quả chữa cháy thường thấp, tổn thất 
về tài nguyên rừng rất lớn. 
Những năm gần đây, việc đẩy mạnh ứng dụng 
những thành tựu của khoa học công nghệ 
trong quản lý tài nguyên rừng đã được quan 
tâm và phát triển rộng rãi. Việc ứng dụng 
công nghệ viễn thám trong công tác dự báo 
cháy rừng đã mang lại những hiệu quả cao, 
giúp phát hiện sớm và ngăn ngừa được những 
đám cháy lớn, đặc biệt là vào mùa khô. Tuy 
vậy sử dụng ảnh viễn thám để phát hiện sớm 
cháy rừng chỉ phù hợp với những nơi vùng 
núi xa xôi, hiểm trở, điều kiện đi lại khó 
khăn, hạn chế được một phần thiệt hại khi có 
cháy rừng lớn xảy ra. Ngoài ra, việc dự báo 
cháy rừng bằng ảnh viễn thám phải cần một 
khoảng thời gian nhất định cho quá trình thu 
thập, phân tích và xử lý ảnh. Do đó không 
đảm báo tính kịp thời trong chữa cháy rừng, 
đặc biệt là đối với những khu vực dễ cháy vào 
mùa khô. Đối với các khu vực rừng có nhiều 
giá trị về kinh tế, bảo tồn, di tích lịch sử... có 
nhiều nguy cơ cháy cao về mùa khô. Các cơ 
quan quản lý thường xây dựng hệ thống chòi 
canh và bố trí người trực thường xuyên 24 giờ 
trong ngày. Tuy nhiên, mô hình này thường 
không đem lại hiệu quả cao do ảnh hưởng của 
yếu tố con người, công nghệ và thời gian, tốn 
kém nhiều nhân lực và chi phí phát sinh. 
Để khắc phục vấn đề nêu trên, phần mềm ứng 
dụng phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan 
trắc được thiết kế và xây dựng với mục tiêu 
phát hiện sớm các đám cháy lúc mới phát sinh 
thông qua các camera IP đặt tại các trạm quan 
trắc. Phần mềm có chức năng tự động thu nhận 
thông tin, xử lý ảnh hiện trường, phát hiện 
những đám cháy và truyền thông tin đám cháy 
chủ rừng và cán bộ quản lý. 
II. VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Vật liệu nghiên cứu 
Vật liệu phục vụ nghiên cứu và xây dựng 
phầm mềm bao gồm: Hệ thống các thiết bị 
phục vụ xây dựng trạm quan trắc mặt đất để 
thu thập các thông tin về điểm cháy khi mới 
phát sinh, bao gồm: Camera IP có độ phân giải 
ảnh 20Mp, giá đỡ camera và Motor quay, bản 
mạch để điều khiển chế độ quay của Camera, 
máy tính NUC PC để chạy phần mềm phân 
tích và xử lý ảnh và USB 3G để truyền thông 
tin đám cháy. 
Các ảnh đám cháy trong thực tế là tư liệu và 
cũng là đối tượng nghiên cứu chính của phần 
mềm. Trong đó, sau mỗi thời điểm khác nhau, 
sự thay đổi về các giá trị của khói và lửa thu 
được trên ảnh là cơ sở để báo cáo về đám cháy 
được phát sinh. 
2.2. Cơ sở lý thuyết phát triển phần mềm 
Hình ảnh chụp hiện trường quan sát được thu 
được từ camera IP. Camera IP là thiết bị thu 
cho chất lượng hình ảnh được đảm bảo, không 
bị nhiễu bởi đường truyền tín hiệu. Tư liệu thu 
được là một loạt ảnh liên tiếp chụp trong vùng 
quan sát, số khung hình thu được trong 1 giây 
tùy thuộc vào từng loại camera khác nhau 
(khoảng 20 ...  
- Xây dựng quy trình phát triển phần mềm Hệ 
thống: Với đối tượng phát hiện là các đám 
cháy trong rừng, đầu ra là thông tin của đám 
cháy được phát hiện sớm và truyền tin đến các 
chủ thể, quy trình phát triển phần mềm gồm 
các bước: (1) Phân tích ý tưởng báo cáo các 
điểm cháy trong rừng qua các trạm quan trắc 
đặt ngoài thực địa. (2) Phân tích thực tế công 
tác dự báo cháy rừng từ các chòi canh lửa ở 
nước ta hiện nay. (3) Xác định những yêu cầu 
từ thực tiễn mà hệ thống phải giải quyết. (4) 
Thiết kế, thảo luận, thẩm định chương trình. 
(5) Mô hình hóa các mối quan hệ bằng các 
phương trình, thuật toán. (6) Chuyển thể 
Trần Quang Bảo et al., 2016(3) Tạp chí KHLN 2016 
 4541 
những phương trình, thuật toán vào chương 
trình máy tính để phát triển các module chức 
năng. (7) Kết nối các module để hoàn thành 
phần mềm. (8) Kết nối phần mềm với hệ thống 
trạm quan trắc; (9) Kiểm thử, sửa lỗi, điều 
chỉnh phần mềm. (10) Đóng gói và cài đặt 
phần mềm trên máy chủ để sử dụng. 
- Thiết kế và xây dựng sơ đồ chức năng của 
phần mềm: Xây dựng sơ đồ và thiết kế các 
chức năng của phần mềm tương ứng với các 
bước sau: (1) Điều khiển hệ thống các trạm 
quan trắc thu ảnh theo lập trình; (2) Sử dụng 
các thuật toán để phân tích, phát hiện các đám 
cháy trên các ảnh do các trạm quan trắc cung 
cấp; (3) Loại bỏ những đám cháy trên ảnh 
không phải rừng hoặc không nằm trong đất 
rừng; (4) Truy xuất các thông tin về đám cháy 
(ảnh cháy, tọa độ, vị trí lô, khoảnh, tiểu khu, 
tên chủ rừng...); (5) Báo cáo và truyền thông 
tin đám cháy đến đối tượng có liên quan. 
- Phát triển module chức năng: Từ các chức 
năng của các trạm quan trắc và phần mềm, các 
module được phát triển dựa vào việc phân tích 
các chức năng đó. Các bước tiến hành bao 
gồm: (1) Mô hình hóa các mối quan hệ đó 
bằng các thuật toán; (2) Kết nối dữ liệu và đưa 
các thuật toán vào các chương trình máy tính. 
(3) Chạy thử các thuật toán trên để kiểm tra 
tính chính xác. (4) Kết nối với hệ thống điều 
khiển, bản mạch của các trạm quan trắc. 
(5) Xây dựng chế độ chạy tự động và thường 
xuyên cập nhật thông tin về cháy rừng. 
- Kết nối các trạm quan trắc, các module phần 
mềm để hoàn thiện hệ thống: Thiết lập một 
module chính của phần mềm, trong đó có hệ 
thống thanh menu và hệ thống thanh công cụ. 
Mỗi menu chi tiết, mỗi nút công cụ được gán với 
một module để giải quyết một chức năng cụ thể. 
- Kiểm thử, đánh giá: Chạy thử nghiệm hệ 
thống, phần mềm, phát hiện và điều chỉnh lại 
phần mềm cho đến lúc đáp ứng được mục tiêu 
đề ra. 
- Đóng gói hệ thống, hoàn thiện phần mềm, cài 
phần mềm lên máy tính: Cài đặt phần mềm vào 
máy chủ Server để tự động giám sát và truyền 
thông tin về các điểm cháy bằng email, SMS. 
2.4. Thiết kế hệ thống 
2.4.1. Thiết kế và xây dựng phần cứng (trạm 
quan trắc) 
Trạm quan trắc được thiết kế thành 1 khối 
thống nhất, có chức năng tự động chụp ảnh 
xung quanh trạm quan trắc. Mô hình thiết kế 
phần cứng thể hiện trong hình 1: 
Hình 1. Mô hình thiết kế trạm quan trắc 
Hệ điều hành, phần 
mềm điều khiển 
USB 3G, Internet 
Nguồn điện 
Đám cháy 
Camera 1 
Đế xoay, 
Mô tơ 1 
Bảng mạch 1 
Camera 2 
Đế xoay, 
 Mô tơ 2 
Bảng mạch 2 
Tạp chí KHLN 2016 Trần Quang Bảo et al., 2016(3) 
 4542
Hệ thống gồm 2 camera IP độc lập, có khả 
năng tự quay 360 độ quanh đế và liên tục thu 
các ảnh tại các vị trí dừng lại cách vị trí cũ 
11,25 độ. Một chu kỳ quay, một camera sẽ 
chụp 32 ảnh, các camera được lắp cùng một 
góc quay giống nhau và chụp các ảnh ở cùng 1 
vị trí. Như vậy, tổng thời gian để camera quay 
hết 1 vòng và trở về vị trí cũ là 5 phút. 
2.4.2. Thiết kế phần mềm 
Mô hình cấu trúc phần mềm được thể hiện 
trong hình 2. 
Hình 2. Sơ đồ thiết kế phần mềm 
Khi camera thu các ảnh tại các lần chụp khác 
nhau, các ảnh sau sẽ được so sách với các ảnh 
trước đó tại cùng một vị trí. Sau đó, các ảnh 
này sẽ được phân tích, xử lý bằng các thuật 
toán khác nhau để so sánh và đưa ra kết luận 
cuối cùng về đám cháy. Tọa độ các đám cháy 
được xác định bằng phương pháp giao hội của 
2 camera, tọa độ đám cháy được gắn lên bản 
đồ kiểm kê rừng, hành trình giao thông, thủy 
văn để xác định tọa độ có ở trong khu vực có 
rừng hay không. Nếu đám cháy thuộc phạm vi 
có rừng thì hệ thống sẽ tiếp tục truyền tin cảnh 
báo đám cháy thông qua tin nhắn và email. 
Kết hợp cả phần cứng và phần mềm, toàn bộ 
mô hình của hệ thống thể hiện trong hình 3: 
Hình 3. Sơ đồ hệ thống phát hiện cháy rừng từ trạm quan trắc 
(1) 
Thuật toán 
Phát hiện 
đám cháy 
So sánh 
kết quả 
(2) 
(3) Ảnh 
đám cháy 
Không cháy 
- - >Hủy KQ 
Có cháy 
Xác định 
tọa độ 
đám cháy 
Gắn tọa độ lên 
bản đồ (KKR, 
Ranh giới,...) 
Trong đất rừng Truyền tin: SMS; Email 
Ngoài đất rừng Hủy lệnh 
rừng 
Trong đó: Là tiến trình xử lý 
Internet 
3G 
Email, OTT 
Email, OTT 
SMS 
SMS 
3G 
3G 
Giám sát Quản lý 
Máy chủ, phầm mềm 
xử lý 
Trạm quan trắc 
Trần Quang Bảo et al., 2016(3) Tạp chí KHLN 2016 
 4543 
Các trạm quan trắc được nối với máy chủ hệ 
thống bằng internet thông qua 3G. Máy chủ xử 
lý và truyền thông tin đến quản trị viên bằng 
tin nhắn SMS hoặc email, OTT 
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Cấu trúc hệ thống 
- Phát triển ý tưởng: Hệ thống được phát triển 
dựa trên điều kiện thực tế về công tác giám sát 
cháy rừng thường xuyên cả ngày lẫn đêm tại 
các khu vực có nguy cơ cháy rừng cao, đặc 
biệt là vào mùa khô. Đây là hoạt động yêu cầu 
lực lượng nhân lực rất lớn cũng như thiết bị và 
chi phí thường tốn kém. Thay vào đó, hệ thống 
trạm quan trắc có thể tự động giám sát và phát 
hiện và báo cáo nhanh chóng đến các đối 
tượng để xử lý kịp thời. 
- Cấu trúc của hệ thống: Hệ thống bao gồm 
hai phần chính: (1) Phần cứng là trạm quan 
trắc, bao gồm 2 camera IP, đế gắn camera có 
thể tự xoay quanh trục 360 độ, bản mạch điều 
khiển và thiết bị truyền thông tin (USB 3G). 
Với một trạm quan trắc, cần có 2 camera IP 
được lắp trên 2 bản mạch có cùng góc quay 
để cùng thu một hình ảnh tại cùng một thời 
điểm (hình 1); (2) Phần mềm được lập trình 
trên máy tính có chức năng điều khiển hoạt 
động của các camera và xử lý thông tin từ các 
hình ảnh, báo cáo và truyền tin nếu có xảy ra 
cháy rừng. 
Hình 4. Sơ đồ phát triển phần mềm ứng dụng phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc 
Đánh giá Điều chỉnh 
Ý tưởng 
Giám sát cháy rừng bằng trạm 
quan trắc giúp chủ động và liên 
tục, không yêu cầu lực lượng 
nhân lực lớn để theo dõi và có 
thể báo cáo tới nhiều đối tượng 
Thực tế 
- Công tác giám sát cháy rừng 
vào mùa khô luôn phải duy trì 
lực lượng lớn cán bộ thường 
trực và theo dõi thường xuyên 
24 giờ trong ngày 
- Chi phí cho công tác theo dõi 
bao gồm cả nhân lực và thiết bị 
hỗ trợ rất lớn 
- Điều kiện các chòi canh không 
đầy đủ, không đảm bảo yêu cầu 
cho công tác phòng cháy rừng 
Thiết kế, thẩm định 
- Hệ thống được thiết kế thống nhất cả phần cứng và phần mềm. 
- Phần cứng gồm các thiết bị được lắp ghép và hoạt động theo lập trình. 
- Phần mềm bao gồm các module chức năng được kết nối với nhau theo 
sơ đồ chức năng 
Yêu cầu thực tế 
 1. Thay thế con người trong việc theo dõi, giám sát và phát hiện sớm 
cháy rừng tại khu vực lắp đặt trạm quan trắc. 
 2. Tự động giám sát thường xuyên cả ngày lẫn đêm và phát hiện chính 
xác vị trí đám cháy lúc mới phát sinh (trong khoảng 20 phút kể từ lúc 
xảy ra cháy). 
3. Truyền thông tin về đám cháy qua email và SMS để xử lý kịp thời 
Mô hình hóa chức năng 
- Phân tích yêu cầu của các chức năng. 
- Thiết kế, xây dựng mô hình phần cứng 
- Chuẩn bị, phân tích cơ sở dữ liệu giả định. 
- Mô hình hóa các mối quan hệ thành các chức năng bằng các mô hình, 
thuật toán 
Lập trình các module thông qua 
mô hình chức năng 
Kết nối các module, đồng nhất và vận hành thử các thiết bị phần cứng 
Phần mềm ứng dụng phát hiện sớm cháy rừng từ trạm quan trắc 
Cài đặt, ứng dụng và chuyển giao 
Trong đó: Tiến trình phát triển Kiểm tra 
Cài đặt, kiểm thử 
Lắp đặt thiết bị phần cứng thông 
qua mô hình thiết kế 
Tạp chí KHLN 2016 Trần Quang Bảo et al., 2016(3) 
 4544
3.2. Cơ sở dữ liệu và chức năng của phần mềm 
3.2.1. Cơ sở dữ liệu 
Cơ sở dữ liệu của phần mềm bao gồm: (1) 
Thông tin chi tiết về đám cháy đang diễn ra 
gồm: tọa độ, số hiệu lô, khoảnh, tiểu khu, tên 
chủ rừng; (2) Ảnh đám cháy hiện tại được 
chụp từ trạm quan trắc; (3) Thông tin về đám 
cháy được chuyển lên trang web dành cho 
quản trị viên để xác nhận thông tin và truyền 
tin xử lý đám cháy. 
3.2.2. Chức năng của phần mềm 
- Chức năng của trạm quan trắc: Trạm quan 
trắc có chức năng giám sát và theo dõi toàn bộ 
diện tích rừng trong bán kính quan sát của 
camera IP và liên tục truyền các ảnh thu được 
tại thực địa đến phần mềm để xử lý. 
Sơ đồ mô hình hóa các chức năng của trạm 
quan trắc như sau: 
Hình 5. Sơ đồ mô hình hóa trạm quan trắc 
 - Chức năng của phần mềm: Phần mềm được 
xây dựng trong máy chủ và chuyển thể lên 
website để quản trị viên tác nghiệp thông qua 
internet. Phần mềm bao gồm các module chức 
năng được phân thành 3 hợp phần chính. 
+ Hợp phần quản trị hệ thống có chức năng điều 
khiển hoạt động của các trạm, thông tin người 
dùng hệ thống và thông qua mạng internet. 
Mô hình hóa hợp phần quản trị hệ thống 
như sau: 
Hình 6. Sơ đồ mô hình hóa hợp phần quản trị hệ thống 
 Trong đó: Tiến trình phát triển Kiểm tra 
Đám cháy ngoài thực tế 
 - Sử dụng Camera IP để thường 
xuyên thu ảnh 
- Sử dụng bản mạch và mô tơ để 
điều khiển camera quay quanh 
trục 
- Sử dụng hệ điều hành để thu 
ảnh và truyền thông tin đến 
phần mềm xử lý 
- Sử dụng 3G để truyền ảnh sau 
mỗi lần chụp 
 Thiết kế và xây dựng mô hình 
Quản lý hoạt động 
của các trạm quan trắc 
Quản lý các thành viên 
và người dùng 
Quản trị thông tin hệ thống 
Các trạm quan trắc 
Sử dụng các thuật toán và công cụ website để: 
Lập trình và kết nối các module 
Trong đó: Tiến trình phát triển Kết quả đầu ra các module 
Trần Quang Bảo et al., 2016(3) Tạp chí KHLN 2016 
 4545 
+ Hợp phần xử lý thông tin đám cháy có chức 
năng hiển thị thông tin đám cháy và các thao 
tác xử lý đám cháy cho quản trị viên. Trong 
trường hợp có cháy rừng xảy ra, sau khi kiểm 
tra thông tin thực tế từ ảnh của trạm quan trắc, 
phần mềm sẽ cho phép xử lý và truyền tin đám 
cháy để tổ chức chữa cháy kịp thời. 
Mô hình hóa hợp phần xử lý thông tin đám 
cháy như sau: 
Hình 7. Sơ đồ mô hình hóa hợp phần xử lý thông tin đám cháy 
+ Hợp phần tra cứu và báo cáo thông tin cháy 
rừng có chức năng tổng hợp và cho phép tra 
cứu các thông tin của các đám cháy. Ngoài các 
thông tin về đám cháy được báo cáo qua email 
và SMS, phần mềm cũng tích hợp bản đồ các 
điểm cháy cho phép người dùng tra cứu một 
cách trực quan và tổng thể. 
Sơ đồ mô hình hóa hợp phần tra cứu thông tin 
như sau: 
Hình 8. Sơ đồ mô hình hóa hợp phần tra cứu thông tin 
Ảnh đám 
cháy 
Sử dụng thuật toán để: 
- Phân tích dữ liệu và phát hiện đám cháy nếu có 
- Xử lý thông tin đám cháy 
- Báo cáo thông tin đám cháy đến các cơ quan có thẩm quyền 
Lập trình 
và kết nối 
các module 
Trong đó: Tiến trình phát triển Kết quả đầu ra các module 
Thông tin 
đám cháy đã 
được phát 
hiện 
Sử dụng các công cụ và thuật toán để: 
- Truy xuất thông tin các đám cháy lên bản đồ 
- Tra cứu thông tin các đám cháy đã xảy ra 
- Báo cáo thông tin liên quan của đám cháy 
Lập trình 
và kết nối 
các module 
Trong đó: Tiến trình phát triển Kết quả đầu ra các module 
Tạp chí KHLN 2016 Trần Quang Bảo et al., 2016(3) 
 4546
3.2.3. Kết quả thử nghiệm tại một số khu vực 
Phần mềm được triển khai thử nghiệm tại một 
số khu vực có nguy cơ cháy rừng cao gồm: 
Vườn quốc gia U Minh Thượng (Kiên Giang), 
Vườn quốc gia Ba Vì, Trung tâm PTLT Hà Nội 
(Sóc Sơn) và rừng thực nghiệm trường Đại học 
Lâm nghiệp. Trong thời gian từ tháng 9/2015 
đến tháng 6/2016, chúng tôi tiến hành đốt có 
kiểm soát 33 đám cháy tại các khu vực nói trên 
để kiểm tra thử và điều chỉnh phần mềm. Kết 
quả cho thấy, tất cả các đám cháy được phát 
hiện và báo cáo trong thời gian từ 10 - 15 phút 
kể từ lúc đám cháy bắt đầu phát sinh. 
IV. KẾT LUẬN 
Phần mềm ứng dụng phát hiện sớm cháy rừng 
từ trạm quan trắc mặt đất được thiết kế và phát 
triển dựa trên yêu cầu về công tác quản lý tài 
nguyên rừng và giảm thiểu thiệt hại do cháy 
rừng gây ra đối với các khu vực trọng điểm 
cháy ở nước ta. 
 Phần mềm sử dụng các trạm quan trắc đặt 
ngoài thực địa, các trạm thường xuyên giám sát, 
theo dõi cháy rừng bằng hệ camera IP. Các 
trạm quan trắc được thiết kế nhỏ gọn, hoạt động 
ổn định, chi phí thấp và phù hợp với điều kiện 
về công tác giám sát cháy rừng ở Việt Nam. 
Phần mềm có chức năng tự động theo dõi và 
kịp thời truyền tin đến các chủ thể nếu có xảy 
ra cháy rừng trong phạm vi quan sát của các 
camera tại các trạm quan trắc. 
Kết quả của phần mềm được kết hợp với bản 
đồ kiểm kê rừng để cung cấp thông tin chi tiết 
các đám cháy. Trong quá trình sử dụng sẽ tiếp 
thu ý kiến đóng góp để nhóm phát triển hoàn 
thiện trong những phiên bản sau. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2016. Quyết định số 3158/QĐ - BNN - TCLN, ngày 27/7/2016 của Bộ Nông nghiệp 
và PTNT về việc công bố hiện trạng rừng năm 2015. 
2. CHEN Junzhou, YOU Yong, PENG Qiang, 2013. Dynamic analysis for video based smoke detection. IJCSI 
International Journal of Computer Science Issues, Vol. 10, Issue 2, (2): 298 - 304. 
3. Chunyu Yu*, Zhibin Mei, Xi Zhang, 2013. A Real - time Video Fire Flame and Smoke Detection Algorithm. 
The 9th Asia - Oceania Symposium on Fire Science and Technology. Vomume 62: 891 - 898. 
4. Leonardo Millan - Garcia, Gabriel Sanchez - Perez, Mariko Nakano, Karina Toscano - Medina, Hector Perez - 
Meana and Luis Rojas - Cardenas, 2012. An Early Fire Detection Algorithm Using IP Cameras. Sensors, ISSN 
1424 - 8220, (12): 5670 - 5686. 
Người thẩm định: GS.TS. Vương Văn Quỳnh 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_xay_dung_phan_mem_tu_dong_phat_hien_som_chay_rung.pdf