許 靖

（甘肅省子午嶺林業(yè)管理局華池分局 甘肅，慶陽 745600）

森林資源作為生態(tài)系統(tǒng)較為關(guān)鍵的組成元素，是構(gòu)建生態(tài)型生活環(huán)境的重要資源。然而，在人們生活與生產(chǎn)過程中，直接或者間接引起森林火災(zāi)，威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，為生態(tài)資源健康發(fā)展帶來了諸多危害。森林防火工作具有長期性、艱巨性。原有的森林火災(zāi)系統(tǒng)，能夠?qū)嵤┗馂?zāi)監(jiān)測、火災(zāi)救援、火災(zāi)險(xiǎn)情預(yù)測等工作，借助GIS技術(shù)，提升森林防火的有效性，減少森林火災(zāi)損失。

1 組件GIS應(yīng)用特點(diǎn)

組件GIS具體指在GIS軟件開發(fā)過程中，將面向?qū)ο笈c組件軟件兩種技術(shù)有效融合的應(yīng)用過程。組件GIS 所依賴的基礎(chǔ)包括對象模型與控件，對象模型為組件式的COM，控件為ActiveX。GIS組件在新一代應(yīng)用中，采取全新開發(fā)工具的應(yīng)用模式，與傳統(tǒng)GIS 相比，此技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)表現(xiàn)在：系統(tǒng)集成無縫性、開發(fā)語音的獨(dú)立性、內(nèi)在空間的可延展性、應(yīng)用的大眾性、運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)性[1]。無縫集成的應(yīng)用程序中，包括：專業(yè)模型、GIS 組件、其他模型三個(gè)模塊，開發(fā)環(huán)境為VB、VC等，此類開發(fā)環(huán)境具有可視性。

2 森林防火信息系統(tǒng)的功能設(shè)定

2.1 系統(tǒng)組成

森林防火信息系統(tǒng)中有效結(jié)合了GIS、RS等技術(shù)，結(jié)合相關(guān)有效信息數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)開發(fā)。信息數(shù)據(jù)包括：地基信息數(shù)據(jù)、遙感傳輸影像數(shù)據(jù)、火點(diǎn)地理信息、氣象信息等。此系統(tǒng)功能包括：甄別火點(diǎn)地理信息的準(zhǔn)確性，查詢火點(diǎn)地理信息、預(yù)測分析火情預(yù)期、分析火災(zāi)救援方案、分析災(zāi)后經(jīng)濟(jì)損失。森林防火信息系統(tǒng)包括四個(gè)模塊：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)警預(yù)測系統(tǒng)、火災(zāi)救援系統(tǒng)、火災(zāi)損失評估程序。

（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?；瘘c(diǎn)地理信息、衛(wèi)星遙感信息影像、火點(diǎn)信息分布情況、歷史火災(zāi)信息數(shù)據(jù)。在此程序中能夠有效掌握已發(fā)生與將要發(fā)生的火災(zāi)案情信息，提升火災(zāi)成因分析、火災(zāi)救援方案等各項(xiàng)工作的可行性。

（2）火災(zāi)預(yù)警預(yù)測系統(tǒng)。火災(zāi)險(xiǎn)情預(yù)測、GIS 空間分布、火災(zāi)險(xiǎn)情區(qū)域劃分。借助智能技術(shù)，有效預(yù)測火災(zāi)發(fā)生的潛在可能性，減少火災(zāi)發(fā)生次數(shù)。

（3）火災(zāi)救援系統(tǒng)。精確確定火點(diǎn)位置、火點(diǎn)救援方案分析、最短路徑參考、火災(zāi)現(xiàn)場三維影像。在火災(zāi)發(fā)生期間，有效采取應(yīng)對措施，提升火災(zāi)的救援效率，減少火災(zāi)帶來的損失。

（4）火災(zāi)損失評估程序。有效開展火災(zāi)后的經(jīng)濟(jì)損失評估。

2.2 開發(fā)環(huán)境

森林防火信息系統(tǒng)的運(yùn)行平臺為一般性高檔微機(jī)，操作系統(tǒng)為Windows2000，語言版本為中文，開發(fā)語言為VB，組件為Mapobjects，數(shù)據(jù)庫為SQL Server，完成系統(tǒng)開發(fā)。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 3S 技術(shù) 3S 技術(shù)應(yīng)用作為信息技術(shù)發(fā)展關(guān)鍵元素，從遙感影像數(shù)據(jù)中能夠有效完成信息獲取，在GPS定位、確定方向、完成導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，經(jīng)地理信息系統(tǒng)予以綜合處理，有效提供各類圖件，科學(xué)提出決策方案。在3S技術(shù)的應(yīng)用程序中，加強(qiáng)森林防火管理，提升森林火災(zāi)預(yù)測效果，從信息技術(shù)、智能檢測、實(shí)時(shí)感應(yīng)等方面逐一實(shí)現(xiàn)。

2.3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 森林防火系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息需求包括：基礎(chǔ)地理信息、遙感數(shù)據(jù)資料、氣象信息等。針對實(shí)際需求的數(shù)據(jù)信息類型，逐一完成信息數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，便于提升數(shù)據(jù)集成、處理效果。

2.3.3 數(shù)據(jù)信息種類 數(shù)據(jù)類型包括：空間圖形、屬性兩種。其中，屬性數(shù)據(jù)具體表現(xiàn)為：森林屬性數(shù)據(jù)信息、防火應(yīng)急信息、火災(zāi)險(xiǎn)情評估、其他社會信息。空間圖形數(shù)據(jù)具體表現(xiàn)為：影像地圖、森地矢量、重點(diǎn)林區(qū)。

2.3.4 LOD顯示 地圖用于完成地理信息顯示功能，在設(shè)計(jì)中添加了數(shù)個(gè)功能符號，簡化圖形表達(dá)能力，提升用戶辨識能力。在此模塊中，能夠快速顯示林區(qū)，林區(qū)圖可采取放大或者縮小等形式，綜合開展地圖瀏覽，提升用戶對空間信息的獲取能力。LOD技術(shù)能夠精準(zhǔn)顯示所測區(qū)域的面積大小，保障圖畫觀測的清晰度[2]。

3 運(yùn)行實(shí)例

3.1 火災(zāi)預(yù)警預(yù)測系統(tǒng)

火災(zāi)險(xiǎn)情預(yù)警與檢測的流程，主要檢測數(shù)據(jù)包括：歷史火災(zāi)動(dòng)態(tài)、氣象條件、地質(zhì)地貌等信息。預(yù)警系統(tǒng)是在火災(zāi)發(fā)生次數(shù)較多的區(qū)域有效運(yùn)行的。預(yù)測流程是依據(jù)特定的預(yù)測程序，加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析與處理，繼而獲得火災(zāi)發(fā)生等級，以此測定火災(zāi)發(fā)生的潛在危險(xiǎn)性。

森林火災(zāi)預(yù)警信息包括：火災(zāi)險(xiǎn)情的天氣情況，火災(zāi)發(fā)生的潛在可能性，火災(zāi)等級等?；馂?zāi)險(xiǎn)情天氣情況預(yù)測項(xiàng)目，能夠預(yù)測天氣條件，判斷火災(zāi)發(fā)生的可能性?；馂?zāi)發(fā)生的潛在可能性，此項(xiàng)預(yù)報(bào)項(xiàng)目，綜合考量天氣條件的基礎(chǔ)上，針對發(fā)生火災(zāi)元素加以有效分析，判斷其發(fā)生火災(zāi)的可能性，火災(zāi)元素包括：可燃物，考量其干濕程度，火源發(fā)生規(guī)律等，此類火災(zāi)元素在雷擊作用下，有可能形成火災(zāi)，存在人為失火的可能性；火災(zāi)等級是在火災(zāi)險(xiǎn)情預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，依據(jù)火災(zāi)發(fā)生的潛在因素，測定火災(zāi)發(fā)生時(shí)的多重屬性，比如火災(zāi)蔓延速度、火災(zāi)能量釋放能力、火災(zāi)強(qiáng)度、撲火難易度等。

3.2 火災(zāi)救援系統(tǒng)

火災(zāi)救援系統(tǒng)具體表現(xiàn)為：最短救援路徑、火災(zāi)緩沖區(qū)規(guī)劃、火災(zāi)精確點(diǎn)位置確定等。在火災(zāi)險(xiǎn)情信號發(fā)射同時(shí)，加強(qiáng)火點(diǎn)定位效果，便于精準(zhǔn)掌握火點(diǎn)的真實(shí)位置?；瘘c(diǎn)定位法：依據(jù)實(shí)際提供的多重坐標(biāo)，完成火點(diǎn)定位，將其標(biāo)注在森林資源圖中，便于查看森林資源的分布情況，比如道路、水系、居民等，提升撲火救援工作的有效性[3]?；瘘c(diǎn)定位法應(yīng)用時(shí)，采取的是x、y 兩個(gè)坐標(biāo)設(shè)定方式，坐標(biāo)數(shù)據(jù)取小數(shù)點(diǎn)后兩位，以此保障定位的精準(zhǔn)性。

最短救援路徑的查找程序：設(shè)定救援人員所在位置為1，火點(diǎn)發(fā)生位置為2，計(jì)算1與2之間的最短路徑，測量此路徑對應(yīng)的道路長度。森林系統(tǒng)模擬采取的比例為1:10000，在衛(wèi)星影像完成圖形信息準(zhǔn)確性的矯正基礎(chǔ)上，建立道路幾何空間網(wǎng)絡(luò)圖，借助幾何網(wǎng)絡(luò)的調(diào)取與查詢兩種功能，完成最短路徑的查詢程序，優(yōu)化森林撲救所需的路程消耗時(shí)間。

3.3 災(zāi)后損失評估

開展森林火災(zāi)損失評估，作為森林防火工作的關(guān)鍵項(xiàng)目，精準(zhǔn)有效地實(shí)施森林災(zāi)后損失評估工作，有助于火災(zāi)管理人員科學(xué)掌握森林火災(zāi)發(fā)生的實(shí)際情況、森林受損情況等。損失評估項(xiàng)目包括：經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會因素、自然條件、環(huán)境因素等，此類因素具有不確定性、動(dòng)態(tài)變化性，難以精準(zhǔn)開展評估工作，各項(xiàng)屬性數(shù)據(jù)具有模糊性，估值具有難度。在損失評估程序中輸入相關(guān)參數(shù)，開展計(jì)算，損失評估以經(jīng)濟(jì)量化為主，此種評估代碼較為簡單，算法不具有復(fù)雜性。綜合考量用戶的評估需求，有效測算火災(zāi)燃燒面積、森林受災(zāi)情況等。

在災(zāi)后損失評估程序中，包括評估因子、數(shù)據(jù)輸入、計(jì)算結(jié)果、其他四個(gè)項(xiàng)目。

（1）評估因子包括：林木直接受災(zāi)情況、林木間接受災(zāi)情況、死亡人數(shù)、重傷人數(shù)。

（2）數(shù)據(jù)輸入項(xiàng)目：林木燒死面積，單位為m2；火災(zāi)不出材率，單位為%；林木燃燒間接損失，水資源消耗，單位為元；旅游項(xiàng)目損失，單位為元。

（3）計(jì)算結(jié)果：林木直接損失，單位為元；林木間接損失，單位元；人員死亡損失，單位元；人員重傷損失，單位元；火災(zāi)指數(shù)。

（4）其他：火災(zāi)引起的土地資源受損情況；對周邊農(nóng)業(yè)區(qū)帶來的污染；燃燒引起的大氣污染；等。

4 結(jié)論

綜上所述，以組件GIS技術(shù)為核心運(yùn)行的森林防火信息系統(tǒng)，完成了各項(xiàng)信息的集成，具體集成信息包括：基礎(chǔ)地理、森林資源、遙感數(shù)據(jù)等，為開展現(xiàn)代化森林火災(zāi)防護(hù)工作提供了有效支撐。后續(xù)應(yīng)持續(xù)研發(fā)火災(zāi)相關(guān)救援措施的有效性與針對性，借助相關(guān)技術(shù)實(shí)施可視化開發(fā)模式，全面提升現(xiàn)代化森林防火工作的有效性。