重慶監(jiān)控據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年至今，已有34處全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位內(nèi)出現(xiàn)火情和發(fā)生火災(zāi)事故，很多重要的文物建筑在熊熊大火中受到嚴(yán)重?fù)p毀甚至全部滅失。2017年3月國(guó)家文物局、公安部消防局在北京首次聯(lián)合召開(kāi)的全國(guó)文物消防安全工作視頻會(huì)議上，國(guó)家文物局副局長(zhǎng)宋新潮坦承，眾多威脅文物安全的因素中，火災(zāi)一直是古城鎮(zhèn)、古村寨和文物建筑最大的安全威脅。從近些年的文物古建筑火災(zāi)來(lái)看，雖然總量不大，但損失大、影響大。寧德市蕉城區(qū)博物館通過(guò)在省級(jí)文物保護(hù)單位—寧德天后宮安裝使用熱成像防火技術(shù)，經(jīng)過(guò)半年來(lái)的運(yùn)行，熱成像防火技術(shù)具有高靈敏的反應(yīng)度、極低的誤報(bào)率以及運(yùn)行的穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)試運(yùn)行，證實(shí)其防火技術(shù)可以在文物保護(hù)中大顯身手，是文物保護(hù)領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù),可實(shí)現(xiàn)文物保護(hù)的關(guān)口前移和實(shí)施源頭保護(hù)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的文物防火和防盜。

　　傳統(tǒng)木構(gòu)文物的防火技術(shù)

　　木構(gòu)文物的防火技術(shù)，目前只有利用煙霧感應(yīng)器和溫度感應(yīng)器來(lái)感知火情的傳統(tǒng)技術(shù)。煙霧感應(yīng)器和溫度感應(yīng)器屬于被動(dòng)接收式防火技術(shù)，只有煙霧或者高溫到達(dá)感應(yīng)器區(qū)域才能被感應(yīng)到，而此時(shí)火情已經(jīng)較大，危害已經(jīng)造成。煙霧或者溫度感應(yīng)器無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情萌發(fā)，這是其致命的缺點(diǎn)。此外，利用高清可見(jiàn)光監(jiān)控來(lái)發(fā)現(xiàn)火情，此類技術(shù)的缺點(diǎn)是需要監(jiān)控到大面積的煙和火之后才能看到，而且主要依靠人工查看實(shí)時(shí)監(jiān)控，防火效率低，無(wú)法真正做到預(yù)防火災(zāi)，把損失降到最低。從以上傳統(tǒng)的防火方案來(lái)看，防火效率普遍低下，無(wú)法完全避免火災(zāi)造成的損毀。

　　紅外熱成像防火工作原理

　　自然界中，一切高于絕對(duì)零度(-273℃)的物體都可以產(chǎn)生紅外線輻射電磁波，紅外熱成像技術(shù)是通過(guò)采集紅外光，來(lái)探測(cè)物體發(fā)出的熱輻射。物體隨著溫度變化，電磁波的輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)分布特性也會(huì)隨之變化，在相同的環(huán)境中，由于存放或存在的物體不同，其每一種物體的表面溫度就不同，如熱的良導(dǎo)體在常溫下的溫差變化比熱的不良導(dǎo)體大。任何環(huán)境下，物體表面就會(huì)有不同的溫差區(qū)別，不同的溫度差別就會(huì)產(chǎn)生不同波段的電磁波信號(hào)。紅外熱成像工作的原理就是運(yùn)用光電技術(shù)檢測(cè)到物體輻射紅外線特定波段信號(hào)，將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成可供人類視覺(jué)分辨的圖像和圖形，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是將人眼不能直接看到的目標(biāo)表面溫度分布情況，變成人眼可以看到的代表目標(biāo)表面溫度分布的熱圖像，在顯示器中顯示。在顯示過(guò)程中通過(guò)后端軟件技術(shù)，還可以進(jìn)一步計(jì)算出溫度值，即對(duì)非接觸探測(cè)到的紅外熱能加以量化，準(zhǔn)確測(cè)量被攝物體的表面溫度。

　　紅外熱成像技術(shù)使人類超越了視覺(jué)障礙，由此人們可以看到物體表面的溫度分布狀況。紅外熱成像是唯一一種可將熱信息瞬間轉(zhuǎn)為可視化并加以驗(yàn)證的診斷技術(shù)，它利用物體熱輻射進(jìn)行探測(cè)成像，可作為可見(jiàn)光的完美補(bǔ)充，打開(kāi)了很多可見(jiàn)光實(shí)現(xiàn)不了的思路，給文物安全防護(hù)領(lǐng)域注入了新生力。

　　熱成像技術(shù)在木構(gòu)文物防火上的優(yōu)勢(shì)

　　在木構(gòu)文物古建筑內(nèi)外建立一套基于熱成像應(yīng)用的高精度防火系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)文物火災(zāi)的預(yù)防，熱成像防火系統(tǒng)可快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)起火點(diǎn)，將火情扼殺在萌芽的初起階段。通過(guò)熱成像技術(shù)可監(jiān)測(cè)到木構(gòu)文物內(nèi)部空間的溫度異常，發(fā)現(xiàn)火情更快速、預(yù)報(bào)火警更準(zhǔn)確、火警處置更高效，實(shí)現(xiàn)科學(xué)防火，最大化降低損失。在木構(gòu)古建筑或在博物館內(nèi)外安裝熱成像系統(tǒng)，可全面監(jiān)測(cè)到防火區(qū)域的正常工作溫度以及起火點(diǎn)溫度，在起火點(diǎn)溫度與正常溫度之間取一個(gè)值作為熱成像系統(tǒng)的報(bào)警閾值，監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)只要有溫度超過(guò)閾值，熱成像系統(tǒng)就會(huì)發(fā)送報(bào)警信號(hào)給軟件平臺(tái)，而軟件平臺(tái)則會(huì)將該報(bào)警信息同步通知值班人員，以便管理人員盡早處理火情隱患。平臺(tái)還可通過(guò)聯(lián)動(dòng)聲音(通話)、圖像、短信、微信、郵件等方式同步發(fā)送給其他工作人員手機(jī)上。

　　熱成像技術(shù)在木構(gòu)文物防火上的優(yōu)勢(shì)主要有：

　　優(yōu)勢(shì)一：發(fā)現(xiàn)火情特別快。是以秒為單位，這一點(diǎn)在木構(gòu)文物上防火是非常重要的。我們知道木構(gòu)古建筑由于建成時(shí)間比較久遠(yuǎn)，建筑物內(nèi)部比較干燥，耐火等級(jí)非常之低，這也是中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)古建筑的弱點(diǎn)所在。木構(gòu)古建筑發(fā)生火災(zāi)與其他建筑物發(fā)生火災(zāi)一樣，初起火源非常重要，都是以秒來(lái)衡量的，在火災(zāi)的初起階段，主要特征是初起煙霧大，可燃物質(zhì)燃燒面積小，火焰不高，輻射熱不強(qiáng)，火勢(shì)發(fā)展比較緩慢，這個(gè)階段是滅火的最好時(shí)機(jī)。如果管理人員發(fā)現(xiàn)的早，用滅火器或者一桶水馬上就可以將起火點(diǎn)的火源撲滅，完全可以避免更大的損失。

　　優(yōu)勢(shì)二：可穿透能力特別強(qiáng)?？梢源┩胳F、雨、雪的能力，能適應(yīng)全天候條件下成像。大氣、云霧煙塵等會(huì)吸收可見(jiàn)光和近紅外線，但是對(duì)于3～5微米(中波紅外區(qū))和8～14微米(長(zhǎng)波紅外區(qū))的熱紅外線卻是透明的，這兩個(gè)波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口”。利用這兩個(gè)窗口，可以使人們?cè)谕耆珶o(wú)光的夜晚，或是在煙云密布的火場(chǎng)，清晰地觀察到前方的情況。傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備很難在云霧密布的環(huán)境下拍攝到清晰的圖像，而紅外熱成像技術(shù)卻能有效穿透大氣、云霧等環(huán)境拍攝出清晰的圖像。當(dāng)木構(gòu)建筑在發(fā)生火災(zāi)，建筑物內(nèi)煙霧繚繞時(shí)，消防人員無(wú)法看清現(xiàn)場(chǎng)情況，熱成像技術(shù)可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)火源點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)精準(zhǔn)滅火以及開(kāi)展火場(chǎng)救援意義重大。

　　優(yōu)勢(shì)三：適應(yīng)于任何光照環(huán)境。傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備依靠自然或環(huán)境光照進(jìn)行成像，而紅外熱成像技術(shù)無(wú)需任何光照，依靠物體自身輻射的紅外熱能即可清晰成像，并以高對(duì)比度的熱圖像清晰顯示目標(biāo)物。適用于任何光照環(huán)境下工作，不受強(qiáng)光影響，無(wú)論白天黑夜都可清晰地探測(cè)和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，識(shí)別偽裝及隱蔽的目標(biāo)，不受天氣和照明條件影響。因此可真正實(shí)現(xiàn)白天/黑夜24小時(shí)監(jiān)測(cè)。這使得安保系統(tǒng)在探測(cè)性能方面更勝一籌。

　　優(yōu)勢(shì)四：可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和巡航監(jiān)測(cè)。針對(duì)木構(gòu)文物的重點(diǎn)防火區(qū)域，采用紅外熱成像設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)定點(diǎn)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，還可以進(jìn)行巡航監(jiān)測(cè)，可針對(duì)幾個(gè)重點(diǎn)防火區(qū)域設(shè)置巡航掃描，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)木構(gòu)文物保護(hù)單位的防火安全。

　　此外，紅外熱成像技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)溫度異常監(jiān)測(cè)和火點(diǎn)監(jiān)測(cè)的雙重保障，通過(guò)區(qū)分溫度異常和火點(diǎn)監(jiān)測(cè)，后端平臺(tái)將自動(dòng)發(fā)出預(yù)警和報(bào)警信號(hào)，平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)全智能功能，方便值班人員管理，節(jié)約大量的安保成本。

　　熱成像技術(shù)在田野文物防盜上的運(yùn)用

　　熱成像技術(shù)在軍事上有著重要的應(yīng)用，已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的關(guān)鍵技術(shù)。國(guó)內(nèi)外都非常重視熱成像技術(shù)的發(fā)展，許多國(guó)家為加強(qiáng)自身防御能力和提高夜戰(zhàn)水平，不僅把熱成像技術(shù)作為現(xiàn)代先進(jìn)武器裝備的重要技術(shù)納入國(guó)防發(fā)展戰(zhàn)略，而且加大研制經(jīng)費(fèi)。比如：1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，在夜間以及風(fēng)沙和硝煙彌漫的戰(zhàn)場(chǎng)上，由于美軍裝備了先進(jìn)的紅外熱成像技術(shù)，能夠先于伊拉克軍的坦克而發(fā)現(xiàn)對(duì)方，并開(kāi)炮射擊。而伊軍只是從美軍坦克開(kāi)炮時(shí)的炮口火光上才得知大敵在前。由此可以看出紅外夜視技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要作用。該技術(shù)在阿富汗、敘利亞的反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中都發(fā)揮了重要的作用。所以說(shuō)紅外熱成像技術(shù)就是黑夜中的“第二雙”眼睛。

　　野外的不可移動(dòng)文物，如：古墓葬和古遺址，一直受到盜墓分子的覬覦，夜間的防盜更是防不勝防。熱成像技術(shù)可以解決困擾文物保護(hù)工作者的這一難題，在田野文物的四周安裝紅外熱成像設(shè)備，通過(guò)熱成像的工作原理，在夜間只要是有熱源的生物進(jìn)入設(shè)備監(jiān)控區(qū)域，不論是隱藏在暗處還是隱藏在草叢中的人或動(dòng)物都可進(jìn)行高效探測(cè)，哪怕是一只老鼠爬過(guò)，紅外熱成像技術(shù)都可以讓后端的顯示設(shè)備清晰的看到，使作案人員無(wú)處藏身。同時(shí)，通過(guò)設(shè)定熱源移動(dòng)來(lái)進(jìn)行報(bào)警，平臺(tái)的值班人員在第一時(shí)間即可發(fā)現(xiàn)夜間有人或動(dòng)物進(jìn)入田野文物監(jiān)測(cè)區(qū)域，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鳴笛報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)喊話或派出安保人員對(duì)盜墓分子進(jìn)行驅(qū)離，杜絕田野文物在夜間被盜的可能。

　　結(jié)論

　　紅外熱成像技術(shù)無(wú)論是黑夜、霧霾天，還是無(wú)光、逆光、強(qiáng)光的環(huán)境，其視界幾乎不受影響。越是復(fù)雜的環(huán)境或是惡劣的天氣，紅外熱成像的優(yōu)勢(shì)就越明顯。此外，紅外熱成像技術(shù)還具有漏報(bào)誤報(bào)率低，準(zhǔn)確率高，報(bào)警距離遠(yuǎn)，能探測(cè)隱蔽物體的特點(diǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)不可移動(dòng)文物全天候24小時(shí)的防火防盜，多種優(yōu)勢(shì)足以讓該技術(shù)集萬(wàn)千寵愛(ài)于一身。但紅外熱成像技術(shù)在文物領(lǐng)域的防火防盜，目前還是一片空白，相信在不久的將來(lái)，熱成像技術(shù)將發(fā)揮其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在文物保護(hù)領(lǐng)域綻放光彩，為祖國(guó)的文化遺產(chǎn)保護(hù)事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。