森林消防智慧信息化防控策略研究范文

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摘要：指出了在新形勢、新經(jīng)濟(jì)與社會高需求時代，我國林業(yè)快速發(fā)展，為保證國家林業(yè)產(chǎn)業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展，國內(nèi)各地區(qū)都紛紛建立了集智慧決策現(xiàn)代化、反應(yīng)迅速化、數(shù)據(jù)科學(xué)化、技術(shù)智慧化于一體的森林消防綜合管理體系。該體系中技術(shù)類型豐富，其中的多種技術(shù)也從多個方面實現(xiàn)了對森林火災(zāi)的有效預(yù)測、防范和治理。以我國廣西地區(qū)的大明山自然保護(hù)區(qū)為例，探討了當(dāng)?shù)卦谏窒婪矫娴?a href="http://www.ruiyinglinkage.com/gllw/xfaqlw/722084.html" target="_blank">智慧信息化先進(jìn)防控策略。

關(guān)鍵詞：森林消防；智慧化防控技術(shù)；地理信息系統(tǒng)；視頻監(jiān)測；智慧分析

1引言

廣西大明山森林消防項目主要根據(jù)國家林業(yè)局的《林業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《中國智慧林業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見》以及《廣西大明山國家級自然保護(hù)區(qū)總體規(guī)劃（2014～2023年）》等相關(guān)文件建設(shè)要求展開。它專門圍繞大明山現(xiàn)有的國家級自然保護(hù)區(qū)保護(hù)管理政策方法、科研監(jiān)測成果以及生態(tài)旅游發(fā)展現(xiàn)狀展開，深度探究了當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施信息化建設(shè)的可行性，希望結(jié)合云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，再結(jié)合物聯(lián)化、感知化、智能化相關(guān)手段爭取實現(xiàn)對自然保護(hù)區(qū)中森林資源的立體化感知、精細(xì)化保護(hù)與動態(tài)化監(jiān)管，滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)及智慧保護(hù)創(chuàng)新模式應(yīng)用要求，確保當(dāng)?shù)刈匀槐Ｗo(hù)區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)集約化與智能化發(fā)展，特別是有效控制森林火災(zāi)的肆意發(fā)生，做到對自然保護(hù)區(qū)的安全可持續(xù)經(jīng)營。

2自然保護(hù)區(qū)基本概況

大明山山脈位于廣西地區(qū)中南部，總面積達(dá)到15萬hm2，其中林區(qū)最低海拔200m，最高1760m，是周邊33條河流的發(fā)源地。大明山山區(qū)及周圍有62座水電站，灌溉450萬畝農(nóng)田，直接保證300萬人受益。大明山保護(hù)區(qū)就位于林區(qū)的中部位置，占地達(dá)到1．7萬hm2，自2002年升級為國家級自然保護(hù)區(qū)以后，其保護(hù)區(qū)內(nèi)的常綠闊葉林、松林與八角經(jīng)濟(jì)林建設(shè)也初見規(guī)模，已經(jīng)建成了典型的亞熱帶特征森林生態(tài)系統(tǒng)，也成為了廣西著名的風(fēng)景區(qū)，每年接待游客超過10萬人以上。（1）森林消防隊伍建設(shè)：經(jīng)過多年的建設(shè)，目前保護(hù)區(qū)已擁有一支120人規(guī)模的森林消防隊伍，在此基礎(chǔ)上，2010年又在保護(hù)區(qū)周邊招聘兼職護(hù)林員，保護(hù)區(qū)周邊的防火安全，減少周邊社區(qū)對保護(hù)區(qū)的火災(zāi)威脅。為強(qiáng)化護(hù)林員的撲火知識和撲火實戰(zhàn)技能，每年組織管理局所有護(hù)林員，分3批進(jìn)行森林防火培訓(xùn)，并派員參加全國性森林防火工作培訓(xùn)3～5期，有效提高森林撲火指揮員的指揮作戰(zhàn)能力以及提高護(hù)林員的撲火技能和火災(zāi)安全自救技能。（2）森林防火設(shè)施建設(shè)：森林防火設(shè)施設(shè)備不斷得到完善，擁有的設(shè)施設(shè)備有：防火指揮車、防火運(yùn)兵車、巡護(hù)摩托車、望火樓、差轉(zhuǎn)臺、中繼臺、衛(wèi)星電話、手持對講機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、GPS、滅火機(jī)、撲火服、二號工具、發(fā)電機(jī)、油鋸、帳篷、睡袋、TOSHIBA投影機(jī)、相機(jī)、24km的防火林帶、120km的巡護(hù)林道、防火宣傳牌。（3）林區(qū)巡護(hù)，確保林區(qū)安全：森林防火指揮部辦公室實行24h值班制度的同時，加強(qiáng)林區(qū)日常巡護(hù)，并合理規(guī)劃巡護(hù)路線，在林區(qū)內(nèi)不留死角；針對清明節(jié)、端午節(jié)等傳統(tǒng)節(jié)日期間，強(qiáng)化特別期間的林區(qū)巡護(hù)；根據(jù)每年冬季農(nóng)閑季節(jié)是村民上山打獵的高峰期，于每年11、12月份組織4組護(hù)林員，每組約20人次，有針對性地進(jìn)山巡護(hù)，有效打擊各種林區(qū)違法行為，有效消除由此帶來的各種火災(zāi)隱患。（4）森林防火宣傳：根據(jù)保護(hù)區(qū)冬春干旱季節(jié)和各個節(jié)假日上山游客增多的特點，每年有針對性地強(qiáng)化森林防火宣傳工作，組織護(hù)林員在保護(hù)區(qū)周邊主要路口和人員集中地張貼森林防火標(biāo)語，在保護(hù)區(qū)周邊集市等人員集中地發(fā)放新《森林防火條例》等各種傳單，在進(jìn)山主要路口懸掛橫幅，粉刷保護(hù)區(qū)所屬的森林防火宣傳牌。四級以上森林火險等級和各旅游旺季，在檢查站設(shè)卡，對游客進(jìn)行森林防火宣傳，嚴(yán)禁游客攜帶火種進(jìn)入林區(qū)。

3存在的問題

3．1森林火災(zāi)隱患大

由于大明山保護(hù)區(qū)集體林區(qū)多為人工林，林內(nèi)易燃物大量堆積，增加了發(fā)生森林火險的機(jī)率，再加上周邊村民防火意識淡薄，在集體林區(qū)內(nèi)燒荒開墾、生火取暖煮飯、掃墓等是導(dǎo)致集體林區(qū)火災(zāi)發(fā)生的原因。一旦發(fā)生森林火災(zāi)，會對保護(hù)區(qū)的森林面積產(chǎn)生最直接的危害。

3．2砍伐及占用林木的行為時有發(fā)生

由于社區(qū)部分村民對野生植物的保護(hù)意識不夠強(qiáng)，部分村民會偷入進(jìn)山砍伐林木，使大明山保護(hù)區(qū)集體林區(qū)在底山丘陵區(qū)的植物明顯減少，森林生態(tài)系統(tǒng)全面退化，；同時因為社區(qū)村民其他的經(jīng)濟(jì)收入來源不高，種植八角可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，部分村民會偷偷越界擴(kuò)大種植面積，占地種植和經(jīng)營八角經(jīng)濟(jì)林增加了保護(hù)區(qū)內(nèi)人為活動，火災(zāi)隱患增多，動物棲息受干擾。

4自然保護(hù)區(qū)森林消防項目建設(shè)目標(biāo)

大明山自然保護(hù)區(qū)周邊擁有218個村屯，其保護(hù)區(qū)管理區(qū)對于保護(hù)區(qū)的管理工作非常重視，一方面希望加大宣傳教育力度，強(qiáng)化群眾生態(tài)保護(hù)意識，一方面也希望成立半專業(yè)森林消防隊，隨時隨地參與到林區(qū)保護(hù)與森林消防工作當(dāng)中。從建設(shè)目標(biāo)來看，首先要實現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)，全面提高火險等級的預(yù)測預(yù)警能力，保證森林消防過程的指揮順暢。具體來講，大明山自然保護(hù)區(qū)森林消防項目就應(yīng)用了以智慧分析、GIS視頻監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)為核心的兩項關(guān)鍵技術(shù)，同時配合多項分支技術(shù)，希望最快、最準(zhǔn)確、最及時、最有效地實現(xiàn)森林防火預(yù)警保障，通過森林消防系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)化建設(shè)來實現(xiàn)自然保護(hù)區(qū)有效管理，優(yōu)化巡檢、自動識別及火災(zāi)快速定位過程，達(dá)成森林火災(zāi)高效防控目標(biāo)［1］。

5大明山自然保護(hù)區(qū)的森林消防有效防控策略

大明山自然保護(hù)區(qū)為優(yōu)化森林消防項目專門建設(shè)了六大平臺，即智慧保護(hù)平臺、智慧監(jiān)測平臺、智慧科普平臺、生態(tài)旅游平臺、數(shù)據(jù)資源平臺和基礎(chǔ)設(shè)施平臺。這六大平臺中涵蓋了多項森林消防智慧化防控策略內(nèi)容，這里主要介紹其中兩點。

5．1基于智慧分析的森林火災(zāi)防控策略智慧分析技術(shù)是智慧消防管理模式中的重要分支技術(shù)，它作為整個管理模式的核心存在，可實現(xiàn)對火情地點的精確定位，模擬林火蔓延范圍，并分析周邊應(yīng)急資源及撲火作戰(zhàn)路徑。

5．1．1對火情地點的精確定位

對火情地點的精確定位是自然保護(hù)區(qū)中智慧分析系統(tǒng)的重要技術(shù)內(nèi)容，它能夠精確確定林火發(fā)生的地理位置，并引導(dǎo)森林火情的撲救指揮工作，實現(xiàn)火點定位背景下的多點聯(lián)動，結(jié)合不同視角觀察、核實火情，并深入分析撲救位置的實際應(yīng)用價值。比如說基于智慧分析的單點測量方法就擁有較高實用價值。結(jié)合上述計算進(jìn)行單站點的火情地圖精確定位，配合數(shù)字云平臺進(jìn)行參數(shù)分析，主要針對林區(qū)中火情的具體地理位置坐標(biāo)、坐標(biāo)方位角、垂直角，圍繞這些指標(biāo)參數(shù)建立數(shù)字化高程模型，再利用地理信息系統(tǒng)中的空間分析技術(shù)對森林火情中的坐標(biāo)以及海拔高度進(jìn)行綜合分析，為隨后的多點聯(lián)動核實火情工作打好基礎(chǔ)。

5．1．2多點聯(lián)動核實火點定位

多點聯(lián)動核實火情應(yīng)該結(jié)合不同視角展開，精確定位森林火情，考慮是否要出動撲救。在智慧分析系統(tǒng)中，其系統(tǒng)界面會直接觀察火情核實地點，通過地理信息系統(tǒng)中的緩沖區(qū)與疊加分析方法對火情進(jìn)行第一時間監(jiān)測。這里會采用到前端監(jiān)測系統(tǒng)，大明山自然保護(hù)區(qū)就設(shè)置了多個前端監(jiān)測系統(tǒng)，每一個系統(tǒng)都會將火情所面向的方向夾角、仰俯角以及火情到監(jiān)測塔的距離反饋給系統(tǒng)，使得系統(tǒng)能夠時刻以不同視角核實火情，滿足對火情的準(zhǔn)確定位條件。對火情的準(zhǔn)確火點定位應(yīng)該成為大明山自然保護(hù)區(qū)森林火災(zāi)防控工作的核心內(nèi)容，它能夠滿足當(dāng)?shù)貐^(qū)域內(nèi)森林防火的打早、打小和打了基本需求，是森林防火智慧管理模式中的重要功能［2］。

5．2基于GIS視頻定位的森林火災(zāi)防控策略

GIS視頻定位技術(shù)能夠為大明山自然保護(hù)區(qū)提供森林火災(zāi)防控空間位置，也能劃分特殊目標(biāo)區(qū)域，特別是它的現(xiàn)場定位搜索技術(shù)能力突出，是當(dāng)?shù)厣只馂?zāi)智能化防控的得力技術(shù)。從對GIS視頻定位設(shè)備的應(yīng)用來看，它的便于攜帶保證了森林現(xiàn)場火災(zāi)防控的便捷性與快速性。該設(shè)備能夠準(zhǔn)確反映出火情地點的經(jīng)緯度坐標(biāo)值，確定坐標(biāo)值地理信息，以便于第一時間實施火災(zāi)撲救。以下主要從GIS視頻定位的技術(shù)條件與技術(shù)算法兩方面展開分析。

5．2．1對GIS視頻定位條件的明確

在使用GIS視頻定位技術(shù)之前，當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員首先明確了它的視頻定位條件。首先，是視頻監(jiān)測圖像的觀測角度，它基于攝像機(jī)水平方位角與垂直方位角展開，將視頻系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)結(jié)合到一起，通過對視頻的監(jiān)控觀察來發(fā)現(xiàn)突發(fā)火情，鎖定火情點位，并將所監(jiān)測到的所有現(xiàn)場圖像信息都回傳反饋到監(jiān)控中心。此時，GIS平臺也會為視頻監(jiān)控目標(biāo)位置提供簡易有效的搜索條件。其次，是對GIS視頻定位的觀測范圍與地形圖確定，它主要通過GIS來分析當(dāng)前的視頻監(jiān)控目標(biāo)位置，然后結(jié)合攝像頭位置與基本地形圖進(jìn)行兩個圖層的綜合化分析。這里要首先利用GIS明確攝像頭觀測方向，然后給出地形圖的大體概述，根據(jù)地形圖所要求的觀測方向進(jìn)行剖面分析，求解獲得GIS視頻定位目標(biāo)與攝像頭監(jiān)測位置的剖面圖。最后，再根據(jù)視頻身相投的垂直方位角度進(jìn)行分析，對視頻監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行最終定位。

5．2．2對GIS視頻定位的算法分析

（1）結(jié)合災(zāi)情監(jiān)控圖像首先定位攝像頭位置，鎖定攝像頭的監(jiān)測方位與范圍。

（2）利用計算機(jī)串口接收到攝像頭，對攝像頭的水平偏轉(zhuǎn)及垂直偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)整控制。

（3）建立GIS臨時圖層，主要用于火情定點分析。此處結(jié)合攝像頭的水平偏轉(zhuǎn)角度明確圖層水平方向，劃定中心監(jiān)測線。

（4）將地形圖層按照中心監(jiān)測線的方向進(jìn)行剖面分析。

（5）標(biāo)明方向監(jiān)測線的剖面曲線與垂直方向交點位置。

（6）進(jìn)行判斷，如果上一步?jīng)]有產(chǎn)生任何交點位置，要重新對攝像頭拍攝角度值進(jìn)行調(diào)整，以保證對火點進(jìn)行重新定位。

（7）在火點定位成功以后，要在定位線的末端位置標(biāo)出視頻定位點，確定視頻的定位點位置及地名。在大明山自然保護(hù)區(qū)的森林消防工作中，準(zhǔn)確定位火點是關(guān)鍵，但除判斷火點位置以外，還要判斷火點樹種、林種等等以保證找到森林火災(zāi)撲救的最佳路徑，特別是對著火點的生態(tài)資源分布尤其是水源分布進(jìn)行分析，以保證有效組織救援工作［3］。除上述兩項重要技術(shù)外，大明山自然保護(hù)區(qū)在森林消防方面還應(yīng)用到了保護(hù)區(qū)資源動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，實施在線地圖規(guī)劃應(yīng)用，優(yōu)化檔案管理工作，保證林區(qū)內(nèi)的所有動植物資源都被有效管理。同時也提出了災(zāi)害損失管理與車載GPS管理內(nèi)容，實現(xiàn)了對保護(hù)區(qū)森林資源的全面管理過程，有效防控了森林火災(zāi)的發(fā)生。

6結(jié)語

本文著重分析了廣西大明山自然保護(hù)區(qū)對自身森林資源的有效保護(hù)措施，特別是針對森林火災(zāi)的各項智能化防控技術(shù)應(yīng)用到位，減少了傳統(tǒng)森林消防手段中所存在的盲目性與不確定性，為地方林業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展奠定扎實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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作者:吳玉雪 單位:廣西大明山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局