王咪 方向陽(yáng) 張武 寇衛(wèi)利

摘要：為研究城市網(wǎng)格監(jiān)督員對(duì)于提升城市面山林火監(jiān)測(cè)覆蓋率的作用，以昆明市主城面山為研究對(duì)象，將數(shù)字高程模型（DEM）、城市建筑輪廓、森林資源二類調(diào)查、鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防火瞭望臺(tái)和城市網(wǎng)格等數(shù)據(jù)預(yù)處理后，按照城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與前后進(jìn)行視域分析，得到2種城市面山林火監(jiān)測(cè)覆蓋范圍和覆蓋率。結(jié)果表明，1）城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與前昆明主城面山林火理論和實(shí)際監(jiān)測(cè)覆蓋率分別為93.2%和43.83%；2）城市網(wǎng)格監(jiān)督員的主城面山林火監(jiān)測(cè)面積為123.92 km2，覆蓋率為45.24%；3）城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與后主城面山林火監(jiān)測(cè)覆蓋率為63.23%，比現(xiàn)有提升覆蓋率20.4%。由此得出城市網(wǎng)格監(jiān)督員的參與能提升林火監(jiān)測(cè)覆蓋率的結(jié)論。建議在今后的林火監(jiān)測(cè)工作中應(yīng)綜合考慮視頻監(jiān)控的可視半徑和視域覆蓋范圍以便更加科學(xué)配置監(jiān)測(cè)資源，同時(shí)借助城市網(wǎng)格監(jiān)督員開展森林防火聯(lián)防聯(lián)控，提高林火監(jiān)測(cè)覆蓋率。

關(guān)鍵詞：城市網(wǎng)格監(jiān)督員；城市面山；林火監(jiān)測(cè)；覆蓋率；視域分析

中圖分類號(hào)：S762.2；F294.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8023（2023）02-0039-08

Coverage Rate Analysis of Forest Fire Monitoring in Mountain Surrounding

Kunming Main City with the Participation of Urban Grid Supervisors

WANG Mi1， FANG Xiangyang2*， ZHANG Wu2， KOU Weili3

（1. Kunming Grid Comprehensive Supervision and Command Center， Kunming 650506， China;2.Kunming Forest Fire

Prevention and Control and Forest Grass Information Center， Kunming 650506， China; 3.College of Big Data

and Intelligent Engineering， Southwest Forestry University， Kunming 650224， China

）

Abstract：In order to study the influence of urban grid supervisors in improving the coverage ratio of forest fire monitoring at forest mountain surrounding main city， taking mountain surrounding Kunming main city as the research object， using data such as DEM （Digital Elevation Model）， urban building contour， forest management inventory， iron-tower video surveillance system， fire watch towers and urban grid， after a series of processes， taking viewshed analysis by whether urban grid supervisors participate or not， two coverage range and coverage rate of forest fires monitoring in forest mountain surrounding Kunming main city were got. The results indicated： 1）the theoretical and actual monitoring coverage rates of forest fires in forest mountain surrounding Kunming main city before the participation of urban grid supervisors were 93.2% and 43.83%， respectively. 2）The area of forest fire monitoring in forest mountain surrounding Kunming main city of urban grid supervisors was 123.92 km2， with a coverage rate of 45.24%. 3）After the participation of urban grid supervisors， the coverage rate of forest fire monitoring in forest mountain surrounding Kunming main city was 63.23%， which was 20.4% higher than now. The participation of urban grid supervisors can improve the coverage rate of forest fire monitoring in forest mountain surrounding Kunming main city. It is suggested that in the future forest fire monitoring work， the visual radius and field coverage of video surveillance should be comprehensively considered in order to allocate monitoring resources more scientifically. At the same time， with the participation of Urban Grid Supervisors， joint forest fire prevention and control should be carried out to improve forest fire monitoring coverage.

Keywords：Urban grid supervisors; mountain surrounding main city; forest fires monitoring; coverage rate; viewshed analysis

收稿日期：2022-06-10

基金項(xiàng)目：云南省農(nóng)業(yè)聯(lián)合面上項(xiàng)目（2018FG001-059）

第一作者簡(jiǎn)介：王咪，學(xué)士，工程師。研究方向?yàn)榫W(wǎng)格化管理及數(shù)字城市。Email： wang_mee@163.com

*通信作者：方向陽(yáng)，碩士，工程師。研究方向?yàn)樯址阑鸺皵?shù)字林業(yè)。Email： fang_xy1123@163.com

引文格式：王咪， 方向陽(yáng)， 張武， 等. 城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與的昆明主城面山林火監(jiān)測(cè)覆蓋率分析 [J] . 森林工程，2023，39（2）：39-46.

WANG M， FANG X Y， ZHANG W， et al. Coverage rate analysis of forest fire monitoring in mountain surrounding Kunming main city with the participation of urban grid supervisors[J]. Forest Engineering， 2023，39（2）：39-46.

0引言

林火監(jiān)測(cè)是森林火災(zāi)預(yù)警工作中的核心內(nèi)容，其作用主要體現(xiàn)在對(duì)森林早期火的及時(shí)發(fā)現(xiàn)。因此，林火監(jiān)測(cè)覆蓋率對(duì)于森林早期火的發(fā)現(xiàn)有直接影響。近年來，為了提高林火監(jiān)測(cè)覆蓋率，大致開展了5個(gè)方面的研究，主要有天上衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、空中無人機(jī)預(yù)警、近地面防火瞭望臺(tái)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)、地面人工巡護(hù)及為提高監(jiān)測(cè)效率開展的輔助性研究。利用衛(wèi)星進(jìn)行大范圍的林火監(jiān)測(cè)是研究熱點(diǎn)[1]，但由于其空間分辨太低、時(shí)效性不足等問題，使其暫時(shí)還無法達(dá)到準(zhǔn)確識(shí)別早期火情的目的；空中無人機(jī)靈活輕便的特點(diǎn)對(duì)于小范圍重點(diǎn)區(qū)域作用明顯[2]，但由于其有限的電池續(xù)航時(shí)間導(dǎo)致巡護(hù)范圍小，且有些地區(qū)受到航空管制，對(duì)于大范圍、長(zhǎng)時(shí)間提升監(jiān)測(cè)覆蓋率的作用有限；近地面的防火瞭望臺(tái)[3-4]和視頻監(jiān)控系統(tǒng)[5]，絕大多數(shù)利用地面高點(diǎn)資源，進(jìn)行大范圍的監(jiān)測(cè)，但是其受地形起伏的遮擋，監(jiān)測(cè)覆蓋率也有限；地面人工巡護(hù)對(duì)于早期火的發(fā)現(xiàn)起著主要作用[6]，但由于地面植被和地形起伏的遮擋，其監(jiān)測(cè)覆蓋率并不高；火險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃[7]、林火撲救指揮輔助決策系統(tǒng)建立[8]等輔助性研究主要體現(xiàn)在林火監(jiān)測(cè)資源的優(yōu)化配置，對(duì)林火檢測(cè)覆蓋率提升的直接作用有限?？偟膩砜矗m然林火監(jiān)測(cè)覆蓋率的相關(guān)研究很多，但其多數(shù)研究都是從林業(yè)出發(fā)研究林火監(jiān)測(cè)，而沒有切實(shí)以提高林火監(jiān)測(cè)率為原則，突破行業(yè)限制采取各種可能手段，所以在一定程度上滯后于社會(huì)對(duì)林火監(jiān)測(cè)覆蓋率的現(xiàn)實(shí)要求。網(wǎng)格化管理在林業(yè)中的拓展應(yīng)用，基本是城市網(wǎng)格化管理的簡(jiǎn)單復(fù)制，主要涵蓋了林區(qū)治安防控[9]、森林防火管理體系[10]、森林火災(zāi)技術(shù)預(yù)防[11]和城市林業(yè)[12]等，僅滿足于在固定的地理網(wǎng)格空間內(nèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單的資源管理，沒有形成具有行業(yè)特色的網(wǎng)格化管理體系。昆明市網(wǎng)格化管理工作起源于數(shù)字化城市管理，以數(shù)字化為管理手段，依靠城市網(wǎng)格監(jiān)督員開展日常城市管理案件巡查，發(fā)現(xiàn)問題后上報(bào)，其監(jiān)測(cè)范圍如今已擴(kuò)展到衛(wèi)星遙感生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和滇池河流監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域[13]。城市網(wǎng)格的劃分參照《數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)》（GB/T 30428）關(guān)于單元網(wǎng)格的劃分標(biāo)準(zhǔn)和地理編碼規(guī)范，因地制宜，劃分網(wǎng)格地理單元，每個(gè)網(wǎng)格地理單元都配置相應(yīng)管理責(zé)任的網(wǎng)格監(jiān)督員，就其責(zé)任網(wǎng)格內(nèi)的城市管理、生態(tài)環(huán)境、集貿(mào)市場(chǎng)、小區(qū)管理和私挖亂采等問題開展巡查、上報(bào)和處置，網(wǎng)格的劃分主要以各區(qū)為主，市級(jí)指導(dǎo)審核后按照網(wǎng)格劃分時(shí)確定的責(zé)任人進(jìn)行管理和考核。網(wǎng)格監(jiān)督員在城市治理工作中發(fā)揮了較大的作用，在昆明創(chuàng)建全國(guó)文明城市、舉辦《生物多樣性公約》締約方大會(huì)第十五次會(huì)議（CBD COP15）、社會(huì)綜合治理及抗擊新冠疫情等工作中都做出了積極貢獻(xiàn)。城市面山這一特殊地理位置，是在空間位置上距離城市網(wǎng)格監(jiān)督員最近的非建成區(qū)，加之昆明主城三面環(huán)山的地理空間格局，建成區(qū)和非建成區(qū)呈現(xiàn)出顯著地勢(shì)高差，為城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與林火監(jiān)測(cè)工作提供了客觀條件。云南省生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)給昆明網(wǎng)格化管理模式在生態(tài)環(huán)境建設(shè)中的應(yīng)用和推廣帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。因此，為了進(jìn)一步明確城市網(wǎng)格監(jiān)督員在森林生態(tài)環(huán)境保護(hù)、拓寬網(wǎng)格化管理內(nèi)容方面的應(yīng)用前景，引入城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與林火監(jiān)測(cè)。然而，到目前為止，相關(guān)研究還處于空白，城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與的林火監(jiān)測(cè)能否提高林火監(jiān)測(cè)覆蓋率尚待研究。

視域分析技術(shù)在林火監(jiān)測(cè)中的研究多應(yīng)用于監(jiān)測(cè)站選址[14]、防火資源配置評(píng)價(jià)和優(yōu)化[15]、視頻監(jiān)控布局[16]、微波監(jiān)控通信布局[17]和瞭望臺(tái)可見性分析[18]等方面，在城市面山這一特殊地域范圍的研究多應(yīng)用于景觀生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域[19]，城市面山的林火監(jiān)測(cè)研究則多以對(duì)策[20]和傳統(tǒng)地表可燃物[21]的研究為主。在城市面山這一特殊地理區(qū)域利用視域分析技術(shù)，依托城市網(wǎng)格監(jiān)督員進(jìn)行林火監(jiān)測(cè)的研究還處于空白。為了研究城市網(wǎng)格監(jiān)督員對(duì)于提升城市面山林火監(jiān)測(cè)覆蓋率的作用，對(duì)數(shù)字高程模型（DEM）、城市建筑輪廓、森林資源二類調(diào)查、鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防火瞭望臺(tái)和城市網(wǎng)格等數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列預(yù)處理，在ArcGIS軟件平臺(tái)中按照城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與前后分別對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行視域分析，得到城市面山前后2種林火監(jiān)測(cè)覆蓋范圍和覆蓋率。在此基礎(chǔ)上開展結(jié)果分析并得出結(jié)論，旨在為不增加投入的前提下提升林火監(jiān)測(cè)覆蓋率、拓寬網(wǎng)格化生態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容提供一種思路，填補(bǔ)研究空白。

1數(shù)據(jù)與研究方法

1.1研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)

研究區(qū)為昆明主城區(qū)面山，范圍北起長(zhǎng)蟲山，東至長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)，西至西山龍門，南至梁王山，主要涵蓋了五華區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū)、西山區(qū)和呈貢區(qū)的城市面山以內(nèi)范圍，市中心位于102°42′31″E， 25°02′11″N。總體地勢(shì)北部高，南部低，昆明市中心平均海拔約1 891 m，每年12月1日至次年5月31日為森林防火季，其中2月1日至4月31日為高火險(xiǎn)期。

由表1可知，數(shù)據(jù)包括森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)、城市網(wǎng)格區(qū)劃數(shù)據(jù)、建筑輪廓數(shù)據(jù)、鐵塔視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、瞭望塔數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)。

1.2研究方法

1.2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理

依托ArcGIS平臺(tái)開展，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理如下。

1）為了統(tǒng)一研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，首先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下，并利用裁剪工具將數(shù)據(jù)裁剪成一致的研究區(qū)域范圍；2）網(wǎng)格監(jiān)督員由于其公共服務(wù)的身份特點(diǎn)，絕大多數(shù)情況只會(huì)在地面公共場(chǎng)合開展日常巡查，為了使網(wǎng)格視點(diǎn)分布更加合理，避免出現(xiàn)視點(diǎn)與建筑重疊，在將網(wǎng)格進(jìn)行轉(zhuǎn)換成點(diǎn)之前，提前排除網(wǎng)格區(qū)域與建筑重合的情況，利用軟件擦除功能實(shí)現(xiàn)；3）在上一步的基礎(chǔ)上采用取其質(zhì)心的方式運(yùn)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具將面轉(zhuǎn)換成點(diǎn)，得到1 148個(gè)網(wǎng)格監(jiān)督點(diǎn)位；4）為了得到具有建筑高度的DSM，需將建筑輪廓數(shù)據(jù)屬性中floor數(shù)據(jù)按照層高3 m進(jìn)行換算，得到建筑高度，如公式1所示；5）利用上一步結(jié)果的矢量數(shù)據(jù)按高度值進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并重采樣成12.5 m分辨率的柵格數(shù)據(jù)；6）將現(xiàn)有DEM與上一步結(jié)果的柵格數(shù)據(jù)按照相加的地圖代數(shù)方法進(jìn)行融合，得到數(shù)字表面模型（DSM）；7）最后利用網(wǎng)格監(jiān)督點(diǎn)位提取高程，并按人眼距地面1.5 m的高度進(jìn)行計(jì)算，得到網(wǎng)格監(jiān)督點(diǎn)位視點(diǎn)高度，同樣方法得到鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)和瞭望臺(tái)視點(diǎn)高度，其中瞭望臺(tái)試點(diǎn)高度和鐵塔高度包含于屬性數(shù)據(jù)中，如公式2所示。

hb=floor×3。（1）

式中：hb表示建筑高度，m；floor表示建筑層數(shù)；3表示建筑層高，m。

Hwp=hb+hDEM+1.5 。（2）

式中：Hwp表示視點(diǎn)高度，m；hDEM表示地面海拔，m；1.5表示網(wǎng)格監(jiān)督員眼睛距地面高度，m。

1.2.2緩沖區(qū)及視域分析

數(shù)據(jù)預(yù)處理后，選擇瞭望臺(tái)數(shù)據(jù)、鐵塔視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分別按照8 km可視半徑和實(shí)際可視半徑進(jìn)行緩沖區(qū)分析，利用并集原理融合相關(guān)數(shù)據(jù)，得到兩者可視半徑范圍，即理論監(jiān)測(cè)覆蓋率；選擇具有高程屬性的點(diǎn)和DSM數(shù)據(jù)，在軟件平臺(tái)中選擇觀察點(diǎn)高程、折射率、可視半徑和分析方法等參數(shù)利用視域分析功能對(duì)其進(jìn)行分析，得到1 148個(gè)點(diǎn)位網(wǎng)格監(jiān)督員的可視域范圍，隨后利用森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)將提取出來的森林與可視域范圍進(jìn)行比較分析，得到網(wǎng)格監(jiān)督員的昆明主城面山林火監(jiān)測(cè)覆蓋率，同樣的方法得到鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)和瞭望臺(tái)的可視域范圍和昆明主城面山林火監(jiān)測(cè)覆蓋率；最后按照并集原理融合網(wǎng)格監(jiān)督員、鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)和瞭望臺(tái)林火監(jiān)測(cè)覆蓋范圍，并分析得出監(jiān)測(cè)覆蓋率。

2結(jié)果與分析

2.1網(wǎng)格監(jiān)督員參與前

2.1.1可視半徑、可視域結(jié)果與分析

研究區(qū)森林總面積為273.92 km2，如圖1所示，按可視半徑分析，鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)和瞭望臺(tái)的監(jiān)測(cè)面積為255.3 km2，覆蓋率為93.2%，而按可視域分析得出的監(jiān)測(cè)面積僅120.05 km2，覆蓋率為48.83%。

根據(jù)瞭望臺(tái)和鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可視半徑分析得出的理論監(jiān)測(cè)覆蓋率與根據(jù)兩者的可視域分析得出的實(shí)際監(jiān)測(cè)覆蓋率有相當(dāng)大的差距，且可視域完全位于可視半徑范圍為內(nèi)。這是由于按照可視半徑分析得出的監(jiān)測(cè)覆蓋率沒有考慮到地面地形起伏。在早期瞭望臺(tái)的建設(shè)中，大多選址在相對(duì)高點(diǎn)，以能夠大致掌握火情方位、火勢(shì)走向等宏觀信息為主要目的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)近幾年才開始建設(shè)，其主要目的是在原有的瞭望臺(tái)基礎(chǔ)上，增加覆蓋率的同時(shí)能夠兼顧24 h實(shí)時(shí)監(jiān)控，以起到在監(jiān)測(cè)范圍和監(jiān)測(cè)時(shí)間上同時(shí)提升的作用，基本解決了“看得見、能判斷”的問題。而僅僅利用可視半徑簡(jiǎn)單分析得出的監(jiān)測(cè)覆蓋率，難以滿足當(dāng)前工作要求，尤其是城市面山等重點(diǎn)林火監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)Α霸绨l(fā)現(xiàn)、看得準(zhǔn)”的現(xiàn)實(shí)要求。因此，兩者的差異是由于不同時(shí)期的主要目的不同造成，剛開始建設(shè)目的是“從無到有”，現(xiàn)在建設(shè)目的是“從有到優(yōu)”。

2.1.2監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀與分析

對(duì)瞭望臺(tái)和鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行可視域分析，結(jié)果如圖2所示，瞭望臺(tái)的監(jiān)測(cè)面積為35.10 km2，覆蓋率為12.81%；鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)面積為119.50 km2，覆蓋率43.63%；瞭望臺(tái)和鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的融合監(jiān)測(cè)面積為120.05 km2，覆蓋率為48.83%，其中兩者都能監(jiān)測(cè)到的面積為34.55 km2，占融合監(jiān)測(cè)覆蓋總面積的36.28%。

近年來新建的鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)比原來瞭望臺(tái)的監(jiān)測(cè)面積多了84.4 km2，覆蓋率提升了30.82%，每個(gè)瞭望臺(tái)的監(jiān)測(cè)面積為7.02 km2、覆蓋率為2.56%，而平均每個(gè)鐵塔視頻監(jiān)控點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)面積僅有4.60 km2，覆蓋率為1.68%。鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的點(diǎn)均監(jiān)測(cè)面積和覆蓋率相較傳統(tǒng)瞭望臺(tái)并不高，這是由于在早期瞭望臺(tái)建設(shè)的選址都是選擇在相對(duì)高點(diǎn)，可以說這5個(gè)瞭望臺(tái)點(diǎn)位是面山范圍內(nèi)最高的5個(gè)點(diǎn)，而鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的點(diǎn)位則相較瞭望臺(tái)海拔低。所以，在鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)過程中，鐵塔盡可能地建設(shè)在海拔較高的點(diǎn)位，哪怕與原有瞭望臺(tái)位置相同，本次研究中共有5個(gè)這樣的點(diǎn)位。這導(dǎo)致了瞭望臺(tái)的全部監(jiān)測(cè)范圍是兩者都能監(jiān)測(cè)到的范圍，面積為34.55 km2。由此可見，新建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖然對(duì)于原有的瞭望臺(tái)在林火監(jiān)測(cè)覆蓋率的提升上作用明顯，但僅考慮到了每個(gè)點(diǎn)位的平均監(jiān)測(cè)覆蓋率，而沒有在前期瞭望臺(tái)的基礎(chǔ)上以綜合監(jiān)測(cè)覆蓋率的提升為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行，導(dǎo)致與原來瞭望臺(tái)的監(jiān)測(cè)范圍有較多的重合，加上前期瞭望臺(tái)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)完善，可直接服務(wù)于鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。綜上，鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，不完全是為了提高監(jiān)測(cè)覆蓋率，而是出于鐵塔視頻監(jiān)控點(diǎn)均監(jiān)測(cè)面積最大化、縮短建設(shè)周期和節(jié)省建設(shè)成本的綜合考慮，導(dǎo)致目前昆明主城面山森林的鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)和瞭望臺(tái)的綜合監(jiān)測(cè)覆蓋情況并沒有達(dá)到最佳狀態(tài)。

2.2網(wǎng)格監(jiān)督員參與后

2.2.1結(jié)果

城市網(wǎng)格監(jiān)督員的監(jiān)測(cè)面積為123.92 km2，覆蓋率為45.24%，融合現(xiàn)有監(jiān)測(cè)面積后，綜合監(jiān)測(cè)面積為173.22 km2，監(jiān)測(cè)覆蓋率為63.24%。監(jiān)測(cè)面積提高53.17 km2，提升了44.29%，覆蓋率提高了19.41%。如圖3所示，研究區(qū)森林總面積273.92 km2，其中不可見面積100.70 km2，占比36.76%；鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)、瞭望臺(tái)和網(wǎng)格監(jiān)督員均可見面積為17.66 km2，占比6.45%；鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)和瞭望臺(tái)均可見的面積為16.89 km2，占比6.17%；鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)格監(jiān)督員均可見的面積為52.71 km2，占比19.24%；瞭望臺(tái)和網(wǎng)格監(jiān)督員均可見面積為0.38 km2，占比0.14%；僅網(wǎng)格監(jiān)督員可見面積為53.17 km2，占比19.41%；僅鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)可見面積為32.24 km2，占比11.77%；僅瞭望臺(tái)可見的面積為0.17 km2，占比0.06%。

2.2.2分析

總的來看，網(wǎng)格監(jiān)督員參與昆明主城面山林火監(jiān)測(cè)后，該區(qū)域林火監(jiān)測(cè)覆蓋面積提升較為明顯，達(dá)到了44.29%。對(duì)照?qǐng)D4、圖5來看，提升的53.17 km2是現(xiàn)有瞭望臺(tái)和鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)盲區(qū)，主要分布于城區(qū)與森林交界的地方，而該地區(qū)屬于重點(diǎn)林火監(jiān)測(cè)區(qū)域，由于相較于現(xiàn)有的鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)和瞭望臺(tái)的監(jiān)測(cè)覆蓋范圍其更加接近城區(qū)，所以社會(huì)關(guān)注度高，且一旦發(fā)生森林火災(zāi)對(duì)人民的生命健康和財(cái)產(chǎn)安全會(huì)帶來更大威脅。由此可見，由于網(wǎng)格監(jiān)督員的參與，新增監(jiān)測(cè)覆蓋區(qū)對(duì)于林火監(jiān)測(cè)來說意義重大。雖然網(wǎng)格監(jiān)督員點(diǎn)位都位于地勢(shì)平坦的城區(qū)且海拔較低，但大量建筑的遮擋，即便有1 148個(gè)點(diǎn)位，其單個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的覆蓋面積和覆蓋率十分有限。

分開來看，網(wǎng)格監(jiān)督員與瞭望臺(tái)的共同可見面積為18.04 km2，占兩者融合可見面積（140.98 km2）的12.80%，占瞭望臺(tái)可見面積（35.10 km2）的51.40%，較鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)與瞭望臺(tái)的共同可見面積（34.55 km2）減少47.79%，而融合可見面積增加了20.98 km2，網(wǎng)格監(jiān)督員和傳統(tǒng)瞭望臺(tái)由于沒有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的重合，其共同監(jiān)測(cè)區(qū)域面積比鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)與瞭望臺(tái)的共同監(jiān)測(cè)區(qū)域小，體現(xiàn)出了更有效率的監(jiān)測(cè)覆蓋率提升。網(wǎng)格監(jiān)督員與鐵塔視頻監(jiān)系統(tǒng)的共同可見面積為70.23 km2，占兩者融合可見面積（173.05 km2）的40.58%，占鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)可見面積（119.5 km2）的60.44%，兩者監(jiān)測(cè)區(qū)域重合較多，分析發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格監(jiān)督員和鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)有1個(gè)點(diǎn)位位置重合，如果不考慮該點(diǎn)位，按照其點(diǎn)均監(jiān)測(cè)覆蓋面積測(cè)算，網(wǎng)格監(jiān)督員與鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍有65.63 km2的共同覆蓋范圍，可見網(wǎng)格監(jiān)督員融合鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)林火監(jiān)測(cè)覆蓋率的提升效率不如網(wǎng)格監(jiān)督員融合瞭望臺(tái)，但融合后鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)面積也提升了53.55 km2，與網(wǎng)格監(jiān)督員參與后對(duì)由瞭望臺(tái)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成的現(xiàn)有監(jiān)測(cè)范圍提升的面積53.17 km2幾乎相等。這是由于鐵塔視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍基本包含了瞭望臺(tái)監(jiān)測(cè)范圍，所以，其新增監(jiān)測(cè)面積同樣主要分布在城區(qū)與森林交界的區(qū)域。三者共同可見面積為17.66 km2，占三者融合可見總面積（173.22 km2）的10.20%，可見三者相融合后相互之間對(duì)各方原來的監(jiān)測(cè)覆蓋率都起到了彌補(bǔ)的作用。

即使網(wǎng)格監(jiān)督員參與了昆明主城面山林火監(jiān)測(cè)，仍有100.70 km2的監(jiān)測(cè)覆蓋僅有地面?zhèn)鹘y(tǒng)護(hù)林員點(diǎn)上的參與，占比高達(dá)36.76%，如圖5所示。主要分布在東面、西南面和北面，此區(qū)域遠(yuǎn)離城區(qū)且與城區(qū)相對(duì)高差較小，與網(wǎng)格監(jiān)督員之間有地形遮擋等原因共同造成網(wǎng)格監(jiān)督員視域無法覆蓋，且形成相對(duì)集中連片的區(qū)域。

3結(jié)論與討論

3.1結(jié)論

通過引入城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與到昆明主城面山林火監(jiān)測(cè)，并利用可視域分析和緩沖區(qū)分析得出城市網(wǎng)格監(jiān)督員的參與能擴(kuò)大昆明主城面山林火監(jiān)測(cè)現(xiàn)有覆蓋面積、提升其覆蓋率，監(jiān)測(cè)面積（覆蓋率）提升區(qū)域主要分布在城區(qū)與森林交界的近城區(qū)域。受先、后建設(shè)目標(biāo)差異的影響，昆明主城面山林火監(jiān)測(cè)實(shí)際覆蓋率與理論監(jiān)測(cè)覆蓋率呈現(xiàn)較大差異，與此同時(shí)，不同監(jiān)測(cè)資源之間的林火監(jiān)測(cè)覆蓋范圍重合面積較多。對(duì)今后的有關(guān)工作提出建議如下。

1）在今后的林火監(jiān)測(cè)工作中，在現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)體系下，可以借助城市網(wǎng)格監(jiān)督員力量開展森林防火聯(lián)防聯(lián)控，提高林火監(jiān)測(cè)覆蓋率。

2）不論是引入城市網(wǎng)格監(jiān)督員參與，還是新建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，都應(yīng)明確工作目標(biāo)，比如以“看得見、能判斷”或 “早發(fā)現(xiàn)、看得準(zhǔn)”為出發(fā)點(diǎn)，這樣才能得出準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)覆蓋范圍和覆蓋率，從而為進(jìn)一步優(yōu)化林火監(jiān)測(cè)體系提供更加科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

3）如果網(wǎng)格監(jiān)督員參與到林火監(jiān)測(cè)工作中，則要進(jìn)行網(wǎng)格區(qū)劃的進(jìn)一步優(yōu)化，以達(dá)到與現(xiàn)有監(jiān)測(cè)體系互補(bǔ)的作用，減少共同覆蓋范圍，提升監(jiān)測(cè)效率。

4）加強(qiáng)昆明主城區(qū)面山東面、北面和西南面的林火監(jiān)測(cè)規(guī)劃和建設(shè)。

3.2討論

本次研究也存在一些不足；1）由于林區(qū)的視頻鐵塔監(jiān)控系統(tǒng)和瞭望臺(tái)的觀測(cè)時(shí)間主要是在白天，而城市網(wǎng)格監(jiān)督員的巡查時(shí)間也是以白天（08：30—18：00）為主，兩者在監(jiān)測(cè)時(shí)間上的重合度較高，網(wǎng)格監(jiān)督員的參與對(duì)監(jiān)測(cè)覆蓋率在時(shí)間上的提升起不到明顯作用，故本次研究的監(jiān)測(cè)覆蓋率主要指的是空間上的監(jiān)測(cè)覆蓋率；2）受研究手段限制，以網(wǎng)格監(jiān)督員點(diǎn)代替城區(qū)整個(gè)網(wǎng)格面的觀察范圍，即便網(wǎng)格面的劃分比較密集，但仍不能完全模擬網(wǎng)格監(jiān)督員在實(shí)際巡察過程中的真實(shí)情況，在今后的研究中有條件的可結(jié)合各網(wǎng)格中的路網(wǎng)進(jìn)行視域研究；3）建筑高度以其層數(shù)×3 m的層高概算得出，與實(shí)際建筑外形和層高有出入，加之網(wǎng)格監(jiān)督員點(diǎn)為觀察距地面高度也是以人均數(shù)據(jù)測(cè)算，與監(jiān)督員眼睛距地面高度有出入，如果有每個(gè)網(wǎng)格監(jiān)督員的真實(shí)身高數(shù)據(jù)，結(jié)果將更準(zhǔn)確；4）結(jié)合城區(qū)網(wǎng)格監(jiān)督員的分布開展城市面山林火監(jiān)測(cè)的相關(guān)研究偏少，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)不足。為此，在今后的研究中，條件允許的情況下研究數(shù)據(jù)的度量應(yīng)盡可能細(xì)化。本次研究旨在為不增加投入的前提下提升林火監(jiān)測(cè)覆蓋率、拓寬網(wǎng)格化生態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容提供一種思路，填補(bǔ)研究空白。

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