(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 202210843390.3 (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 中国科学院电工 研究所 (72)发明人 王明玉　苑尚博　宋佳军　舒立福　 李伟克　李威　司莉青　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. A62C 3/02(2006.01) A62C 37/44(2006.01) G01R 29/12(2006.01) G06T 11/00(2006.01)G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于森林自然感知进行雷击火预警扑 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雷 击火预警扑救的方法和系统， 涉及自然感知系统 技术领域。 该一种基于森 林自然感知进行雷击 火 预警扑救的方法和系统， 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， 贴片为可导电抗腐蚀金 属或碳薄膜； S2.与植物建立连接， 其步骤如下： 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。 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 于森林感知的雷击火全域 感知体系， 建立基于感 知图谱的全域多因素成像体系， 实现森林雷击 火 感知信息的可视化。 权利要求书2页 说明书5页 CN 115253116 A 2022.11.01 CN 115253116 A 1.一种基于森林自然感知进行雷击火预警扑救的方法和系统， 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 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.雷击火标准学习场设置， 其中场地中设置有大气电场仪、 大地电场仪、 闪电定位仪、 自动气象站以及红外和可见光视频监控， 用大气电场仪同时监测大气静电场； 用大地电场 仪同时监测大地电场； 用闪电定位仪自动记录发生闪电的位置、 强度、 持续时间、 波 形等， 同 时记录闪电信号涟漪； 用红外和可见光视频监控监测火灾事件， 火灾发生时， 获得火灾涟 漪； 同时控制场地， 建立信号库， 记录闪电和火灾信号， 记录电信号变化， 用自动 气象站同时 记录气象、 土壤温湿度等信息， 记录事件和电信号对应的信号库， 建立不同事件的信号库， 同时记录不同植物体对事件反应得敏感性， 选择敏感性的植物作为感知体和备用感知体， 也可针对不同植物的敏感性进行归一 化处理， 也可对敏感植物进行 克隆育苗； S7.雷击火信号库建立和敏感植物选取， 同步记录事件和电信号， 建立事件和信号匹配 的信号库， 根据不同的事件建立不同事件的信号库， 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件反应的敏感性， 选择敏感性的植物作为感 知体， 可针对不同植物的敏感性进行归一处 理， 可对敏感植物进行 克隆育苗； S8.雷击火信号库设置， 雷击火事件产生相应的信号和事件涟漪， 包括植被含水率、 雷 电、 火灾等影响， 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 化和事件涟漪识别不同的事 件； S9.雷击火森林感知网络设置， 其具体操作步骤如下： S9.1.野外布置观察场； S9.2.根据需要感知的范围， 在森林中按一定空间 间隔设置成 感知矩阵； S9.3.可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；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115253116 A 2S9.6.建立与现实森林对应的虚拟森林； S10.雷击火事件感知和识别， 在不同的事件发生时， 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， 雷电发生时， 获得雷电涟漪； 干旱和雷电同时发生 时， 可进行雷击火预警； 火灾 发生时， 获得火灾涟漪； 不同的事件， 获得不同的事件涟漪和波 形， 涟漪信号通过主机和无线网络传送 回系统平台， 通过平台计算涟漪信号时间、 强度、 范 围、 幅度等涟漪属性， 随后根据涟漪属性确定事 件属性； S11.事件响应， 其应对的具体步骤如下： S11.1.建立无 人机自动机库， 无 人机自动机场距离 30分钟之内； S11.2.获得火灾的经纬度； S11.3.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； S11.4.根据火场的需求， 无 人机自动机场释放无 人机集群， 自动灭火； S11.5.根据事 件性质， 将事 件信息发送到响应机构和有关部门； S12.根据S11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雷击火预警扑救的方法和系统， 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 115253116 A 3