蘭 煒

（山西省桑干河楊樹豐產(chǎn)林實驗局，山西 大同 037008）

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在社會各界應(yīng)用范圍也隨之?dāng)U大，尤其是在很多搶險工作上更是發(fā)揮了其最大作用。在護(hù)林防火應(yīng)急處置系統(tǒng)中，應(yīng)用信息技術(shù)提高了護(hù)林防火辦事效率、減少了森林火災(zāi)的發(fā)生，保護(hù)了自然資源和人們生命財產(chǎn)安全，減少了空氣污染，為整體森林環(huán)境可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

1.目前護(hù)林防火現(xiàn)狀

森林是大自然可持續(xù)發(fā)展的寶貴資源，近幾年頻繁出現(xiàn)森林大火現(xiàn)象，使火災(zāi)成了破壞森林資源最大災(zāi)害。因為造成火災(zāi)原因有很多，森林植物大多都屬于易燃林木，所以一旦火災(zāi)發(fā)生，撲救困難。目前全球氣候變暖，世界各地氣候條件變化異常甚至經(jīng)常出現(xiàn)各種極端天氣，使森林發(fā)生火災(zāi)的幾率也在不斷上升。很多地區(qū)集體林權(quán)制度向個人林權(quán)制度轉(zhuǎn)變，以往集體用火變成分散用火，用火點不斷增多，加大森林防火難度。

因為目前農(nóng)村人口不斷向城市轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致農(nóng)村人口越來越少，許多森林得不到妥善管理，雜草叢生，當(dāng)遇到火種時，火勢會迅速蔓延，造成大火。森林火災(zāi)一旦發(fā)生，撲滅極其困難，一方面森林經(jīng)營主體不同，群眾不愿犧牲自身利益去參與救火，當(dāng)救援團(tuán)隊趕到時火勢已經(jīng)徹底著起來了。另外山林中行走困難，消防人員與救援設(shè)備無法快速趕到火災(zāi)現(xiàn)場，所以導(dǎo)致森林火勢擴(kuò)散嚴(yán)重，加大了滅火難度；另一方面一般火災(zāi)剛發(fā)生時著火點較小不易被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)時火勢已經(jīng)處于難控制局面，再加上森林易燃物太多即使全力施救也很難控制。相關(guān)部門對防火護(hù)林宣傳不到位，在森林附近仍然存在隨意點火或燃放煙花爆竹等現(xiàn)象。

2.護(hù)林防火信息技術(shù)的重要性

森林作為天然氧吧供應(yīng)地，是人類賴以生存的保障，但是各種自然災(zāi)害與人為破壞導(dǎo)致森林資源不斷減少，其中森林火災(zāi)就是最重要破壞因素。近幾年，信息技術(shù)應(yīng)用到護(hù)林防火應(yīng)急處置系統(tǒng)中，有效減少了森林火災(zāi)的發(fā)生、降低了森林大火所造成的經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境污染、生命安全等問題。利用CIS技術(shù)獲取森林中信息，為護(hù)林防火工作提供大量數(shù)據(jù)資源。使用遙感技術(shù)傳遞森林中清晰明確的圖像信息，通過GPS技術(shù)全天二十四小時確定任意位置三維數(shù)據(jù)，通過信息技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行信息傳遞，使用應(yīng)急處置系統(tǒng)可以快速識別火源，準(zhǔn)確發(fā)出各種應(yīng)急方案，這些技術(shù)的應(yīng)用都大大提高了護(hù)林防火安全系數(shù)。第一，減少了火災(zāi)事故發(fā)生，即使發(fā)生火災(zāi)事故也能快速得到預(yù)警、通知、應(yīng)急防護(hù)。第二，在發(fā)生火災(zāi)時為救援團(tuán)隊爭取了最佳搶救時間，并且可以準(zhǔn)確獲得火災(zāi)位置和火災(zāi)情況，在一定程度上少走很多彎路，甚至避免了很多安全事故與經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失等等。

許多護(hù)林防火部門應(yīng)急處理系統(tǒng)中都應(yīng)用了信息技術(shù)。例如：大蜀山國家森林公園作為森林火災(zāi)高風(fēng)險地區(qū)、合肥市公共安全十大隱患單位，每年接待游客600萬人左右，人員密集，給當(dāng)?shù)鼐皡^(qū)防火工作帶來了極大難度。隨著信息技術(shù)不斷進(jìn)步，在該市政府強(qiáng)力支持下，對大蜀山森林公園整體實施了森林防火信息化建設(shè)。分別設(shè)立了林火可視化信息平臺、護(hù)林管理系統(tǒng)、自動識別系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、指揮中心、通信系統(tǒng)等軟件。全面實施信息化技術(shù)和管理，打造了全新的護(hù)林防火管理模式，減輕了工作人員工作壓力，有效預(yù)防、預(yù)知了火災(zāi)隱患，保護(hù)了游客人身安全，降低了森林公園經(jīng)濟(jì)損失。

3.利用信息技術(shù)完善護(hù)林防火應(yīng)急處置系統(tǒng)

在護(hù)林防火應(yīng)急處置系統(tǒng)中，信息技術(shù)主要是實現(xiàn)信息化的森林防火監(jiān)測與人員管理，通過科學(xué)合理的監(jiān)測預(yù)警、智能識別、通訊系統(tǒng)等及早發(fā)現(xiàn)火源并且作出相應(yīng)預(yù)警和應(yīng)急措施，爭取在最短時間內(nèi)作出最有效判斷和解救。首先，相關(guān)技術(shù)人員需要對整體森林進(jìn)行實地考察和收集數(shù)據(jù)，完善前端采集數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)森林?jǐn)?shù)據(jù)和各個系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從而實現(xiàn)一體化信息管理。應(yīng)急處置系統(tǒng)需要具有高度的火情感知能力，對火源進(jìn)行監(jiān)督、識別的同時也要關(guān)注人的行為，并且對火源、火情、公共安全等進(jìn)行全面管控。其次，現(xiàn)如今信息技術(shù)應(yīng)用載體已經(jīng)不再局限于通過計算機(jī)電腦來顯示，各種手機(jī)、APP等都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、接收，將其功能使用做到了更大的便捷、有效，所以在護(hù)林防火應(yīng)急處置系統(tǒng)設(shè)計上也需要技術(shù)人員對其進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率和通訊通暢情況下，將其各種信息綁定到個人或者局部部門的應(yīng)用軟件上，實現(xiàn)科學(xué)智能化的管控和應(yīng)急處理。

3.1 監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

在護(hù)林防火應(yīng)急處置當(dāng)中，需要利用信息技術(shù)建立完善的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，首先需要對整體森林做詳細(xì)考察，然后對其火災(zāi)問題和火災(zāi)隱患進(jìn)行分析，最后利用信息技術(shù)建立監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)森林發(fā)生火災(zāi)時，利用火源產(chǎn)生煙霧現(xiàn)象，研制非制冷紅外探測器，將各種所需信息輸入進(jìn)去同時連接數(shù)字接口和顯示屏，可以檢測到火源地信息，另外將低照度CCD與其連接，利用平行光軸前端光學(xué)原理形成系統(tǒng)前端成像，這一技術(shù)研發(fā)使用，為傳輸出清晰、高質(zhì)圖像奠定了基礎(chǔ)。之后加上GPS信息定位系統(tǒng)和信息傳送系統(tǒng)就可以準(zhǔn)確定位出著火點。這樣在火災(zāi)發(fā)生時，可以通過監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，在最短時間內(nèi)得知消息，快速進(jìn)行施救。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在很多火災(zāi)起火時火勢較小、范圍固定，如果立即采取撲救措施，其快速滅火幾率高達(dá)百分之九十以上，但當(dāng)火災(zāi)被人發(fā)現(xiàn)時火勢已經(jīng)蔓延了很大面積，并且即使有人及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)也會因為找不到滅火工具而錯過最佳滅火機(jī)會。當(dāng)消防人員趕到火災(zāi)現(xiàn)場時火勢已經(jīng)處于難以控制狀態(tài)，整片森林都被煙霧所包圍時根本辨別不清方向更難找到火源，所以導(dǎo)致森林起火后難以撲滅。監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用可以時刻觀察森林狀態(tài)并且準(zhǔn)確定位火源方位，給火災(zāi)救援工作指明了方向，減輕了施救難度。例如：在棲霞市賽口村附近森林起火，森林防護(hù)管理平臺立即接收到監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)信息，及時派出消防人員，雖然現(xiàn)場煙霧比較大，阻擋了消防人員視線，在定位系統(tǒng)和指揮中心指導(dǎo)下，消防團(tuán)隊快速找到起火地點。通過監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、定位系統(tǒng)的幫助下，使消防團(tuán)隊可以快速展開救援活動，并且火災(zāi)現(xiàn)場無任何人員傷亡，充分證明監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)給消防人員節(jié)省了很多搶險時間。

3.2 智能識別系統(tǒng)

眾所周知，森林管理工作難度較大，一方面需要管理森林附近人員行為，避免造成火災(zāi)，另一方面需要對森林整體進(jìn)行監(jiān)督管理，但是人工管理很難實時對森林整體進(jìn)行監(jiān)測，這時智能識別系統(tǒng)在森林防護(hù)監(jiān)測過程中發(fā)揮著重要作用。利用智能識別系統(tǒng)中視頻紅外智能識別技術(shù)不僅可以有效識別出森林火源，還可以對森林景區(qū)中特定區(qū)域進(jìn)出人員進(jìn)行科學(xué)、合理管控，實現(xiàn)護(hù)林防火信息化管理。其作用原理是利用紅外光與可見光兩種不同光線、不同波段對其進(jìn)行智能識別，這種技術(shù)在晴天、陰天、雨天、大霧天氣等不同自然環(huán)境和條件下有著不同反應(yīng)。在護(hù)林防火應(yīng)急處置系統(tǒng)當(dāng)中，利用紅外智能識別一體機(jī)對森林火源準(zhǔn)確識別，并且與監(jiān)測系統(tǒng)信息自動進(jìn)行對比，通過監(jiān)測視頻與紅外智能識別共同確認(rèn)，將森林起火信息傳送出去，使森林火源信息識別具有更高的準(zhǔn)確率。另外，技術(shù)人員可以將森林情況來優(yōu)化智能識別系統(tǒng)中紅外通道、可見光通道的火源識別算法，還可以將其準(zhǔn)確率進(jìn)一步提升，同時結(jié)合當(dāng)時氣象特征和氣候變化規(guī)律進(jìn)行排查、評估，還可以降低錯誤播報森林火災(zāi)信息幾率。

3.3 信息與指揮系統(tǒng)

信息與指揮系統(tǒng)目前已被應(yīng)用在各大平臺，其龐大數(shù)據(jù)庫與應(yīng)變能力也是護(hù)林防火最重要的部分。森林火災(zāi)應(yīng)急處置系統(tǒng)是國家森林應(yīng)急平臺、地方應(yīng)急平臺、森林部門應(yīng)急平臺一起進(jìn)行信息相通管理的體制，利用信息技術(shù)數(shù)據(jù)庫對以往火災(zāi)原因、時間、氣候、環(huán)境、地理位置等進(jìn)行審核、分析，將以往火災(zāi)危害程度、著火時間等都做了詳細(xì)整合，后期一旦發(fā)生火災(zāi)信息，指揮系統(tǒng)會做出準(zhǔn)確評估。如起火原因、起火時間、將會持續(xù)時間、需要多少滅火設(shè)備、從哪里開始滅火最有效等等數(shù)據(jù)，都會得到非常詳細(xì)地分析，為救援工作的開展提出重要參考依據(jù)。同時會對相關(guān)部門和系統(tǒng)作出指揮，政府以及各指揮平臺都能快速收到信息與指揮系統(tǒng)治理，快速作出反應(yīng)，為火災(zāi)救助工作節(jié)省很多時間。因為在森林發(fā)生火災(zāi)時指揮處于指導(dǎo)和決策關(guān)鍵位置，必須對火災(zāi)現(xiàn)場負(fù)責(zé)，所以指揮系統(tǒng)操控人員必須有極高的職業(yè)素養(yǎng)和安全防護(hù)知識才可以參與指揮工作。

3.4 通信系統(tǒng)

森林中一旦失火，所有通信設(shè)備都會癱瘓，利用信息技術(shù)建立通信系統(tǒng)直接通過衛(wèi)星傳輸消息，使森林防護(hù)應(yīng)急管理與相關(guān)指揮機(jī)構(gòu)、救援人員之間可以無障礙聯(lián)系，確保火災(zāi)現(xiàn)場可以接收到指揮部指令，有序開展工作。森林火災(zāi)現(xiàn)場情況復(fù)雜，對通信設(shè)備要求極高，所有救援人員必須保持統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一步調(diào)，所以相關(guān)部門需加強(qiáng)完善通信系統(tǒng)，提高通訊效果。另外，在火災(zāi)現(xiàn)場需要制定應(yīng)急通信保障預(yù)案，以免發(fā)生通信故障影響護(hù)林防火工作。例如四川省涼山州附近突然遭遇大火，相關(guān)救援人員第一時間趕到火災(zāi)現(xiàn)場，在救援進(jìn)行中，通信系統(tǒng)整體受到火情干擾，信息傳送系統(tǒng)癱瘓，指揮部信息也無法到達(dá)一線救援團(tuán)隊中。該市護(hù)林防火指揮部門實施通信保障預(yù)案，使通信故障問題得以解決，救援工作快速開展。在這次火災(zāi)救援過程中雖然出現(xiàn)了通信故障，但因其前期準(zhǔn)備充分，使這次森林火災(zāi)救援活動無任何人員傷亡并且快速撲滅大火。同時也警示了相關(guān)部門和護(hù)林防火救援人員需要定期進(jìn)行森林防火應(yīng)急通訊演練，提高整體隊伍應(yīng)急通訊使用能力，在發(fā)生故障時可以快速、妥善地解決。

3.5 應(yīng)急處理系統(tǒng)

森林在火災(zāi)發(fā)生時所有救援工作不能及時到位，這時需要應(yīng)急處理系統(tǒng)快速作出應(yīng)急方案。利用信息技術(shù)中RS遙感技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)、GPS全球定位系統(tǒng)詳細(xì)掌握森林地貌和氣象變化，在平時森林檢測過程中利用“3S”技術(shù)對整體森林狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)生火災(zāi)，利用監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等采取一系列措施。指揮中心也可以通過“3S”技術(shù)清晰看到火災(zāi)現(xiàn)場與施救情況，從而確保指揮中心作出正確、合理判斷，確保在最短時間內(nèi)完成救火任務(wù)，同時保護(hù)施救人員生命安全和寶貴森林資源。

例如：在發(fā)生火災(zāi)時其設(shè)備第一時間確定火災(zāi)位置，將信息傳遞給指揮中心并向最近消防機(jī)構(gòu)發(fā)出求救信號，其次應(yīng)急系統(tǒng)將火災(zāi)發(fā)生時間以及預(yù)計蔓延速度快速分析傳給各個相關(guān)部門作為參考依據(jù)。當(dāng)救援人員趕到后需要時時發(fā)送火源準(zhǔn)確方位和火勢，為救援工作做好準(zhǔn)備等。

3.6 無人機(jī)群滅火技術(shù)

無人機(jī)設(shè)備是目前各種搶險現(xiàn)場最有效應(yīng)急設(shè)備，因其具有起飛時間短、速度快、效率高等特點，在地形復(fù)雜、交通不變的森林中進(jìn)行救火工作比以往傳統(tǒng)救火設(shè)備要方便很多，既節(jié)省了時間又節(jié)省了成本。當(dāng)森林發(fā)生火災(zāi)時無人機(jī)立刻采取應(yīng)急救助行動，比人力前往救助要快很多，當(dāng)救援人員趕到時再一起開始救火，其效率會大大增加。護(hù)林防火無人機(jī)群應(yīng)急滅火技術(shù)主要需要完善的通訊與定位，使用適合無人機(jī)在森林中飛行的電路和部件，通過無線收發(fā)站發(fā)出指令，除送給收發(fā)機(jī)、主控單元、輸出控制信號，在結(jié)合GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)將信息傳遞給無人機(jī)群。無人機(jī)群通信系統(tǒng)需要時間和經(jīng)緯度的讀取和傳送由各自無線通信設(shè)備進(jìn)行傳送和接收，還要考慮無人機(jī)編隊通信、計算機(jī)算法、數(shù)據(jù)信息、數(shù)據(jù)傳送率等問題，保證無人機(jī)群可以準(zhǔn)確無誤地收到指令。

之后，無人機(jī)內(nèi)部同樣安裝收發(fā)系統(tǒng)時時向收發(fā)總站、信息指揮站發(fā)出信號。無人機(jī)編隊通信自組網(wǎng)是無人機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點同信網(wǎng)絡(luò)，其具有自主組織性、活動靈活、無須基礎(chǔ)設(shè)施等特征，使無人機(jī)之間和收發(fā)總站之間通訊便捷快速。無人機(jī)群滅火技術(shù)的使用是護(hù)林防火應(yīng)急處理系統(tǒng)的重大突破，有無人機(jī)群滅火技術(shù)做先鋒部隊給救火人員的工作帶來很大便捷，同時保護(hù)了其生命安全。例如：在西藏地區(qū)許多城市周邊屬于環(huán)形山，并且海拔較高，因其山上樹木眾多，極其容易發(fā)生火災(zāi)。某天，山上遭遇大火，由于上山交通不變，消防人員根本無法快速到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，導(dǎo)致火勢蔓延非?？?。隨后指揮中心派出無人機(jī)群參與緊急救火，當(dāng)消防人員趕到時火勢已經(jīng)逐漸減小。因為無人機(jī)群滅火技術(shù)使其火勢沒有蔓延開來，為消防人員爭取了更多搶險時間。

4.總結(jié)

綜上所述，信息技術(shù)的發(fā)展為護(hù)林防火應(yīng)急處置系統(tǒng)做出了巨大貢獻(xiàn)，幫助管理人員時時監(jiān)控森林狀況、定位火災(zāi)方位、及時傳送信息、參與應(yīng)急救援等。這一技術(shù)的應(yīng)用增強(qiáng)了護(hù)林防火工作效率、保護(hù)了森林資源不被破壞和人民生命財產(chǎn)安全，同時為救援工作降低了難度，實現(xiàn)了科學(xué)、合理、系統(tǒng)的防護(hù)。