基于3S的森林防火信息管理系统的研制

Байду номын сангаас
（垂亟至）
圈１ 系统档怫构月示意图
圈２森林防火信息管理，系统处目流理圈
图３森林防火信息管理子系统处理流程图
３系统功能设计
３．１林火信息管理 林火信息管理是森林防火管理的基础功能，主要进行森林防火各种数据地图、表格、照片、 文字等的数据库建立、维护、更新、查询、地图制作等，同时也可与其他有关专题如森林资源清 查、造林规划等建立联系的纽带并为此提供相应的处理功能。主要功能包括：林火数据库的采集、 录入；林火数据的动态管理；图形数据控制、操作；林火数据的多功能检索和图形化显示、输出。
林火扑救辅助决策功能；③提供数据接口，支持该予系统与县级森林资源二类清查数据的连接和
及时更新，做到森林资源的更新与县级森林资源管理接轨，确保森林防火系统的森林资源的客观 性和时效性；④系统界面简洁、操作方便、结果直观、可视性强，并提供与其它通用地理信息系
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统的数据对接；⑤能够实时或准实时发现火点（要求能够接收ＧＰｓ信号，能够根据地名立即查询 火点地理位置或大致范围），实时监测火灾范围：＠具备嘲络分析、卒问分析、三维分析等功能． 布设最佳丁望台，指出最佳扑火路径：⑦具备林火监测模型，发觋火点后，能根据坡度、坡向、 风向、风速等参数确定林火蔓延趋势，为扑火作出最佳决策；＠灾后损失评估。
图ｌ舞林防火系统软件结构世计
奉系统信息网络服务信息来源包括火情、气象和Ｊ１星，信息通过接收并处理后仝自动送 上局域叫，进＾实时信息库，通过一系列应用软件，将信息以不同形式在距域婀上发布。 系统主要包括以下模抉：①实时信息接收模块：实时接收气象，卫星及其他火情信息。森林 火灾的观测、监视模块：通过下星信息及其他检测系统观耐、监视火灾情况，并且在地图上动态 显示。②评估、算出受灾损失模块：根据备要素评测受灾损失情况。⑧森林火灾发生时的灭火、 救援作业的支援模块：根据提水点，消防状况厦道路状况等自动提供解块方案及相关信息显示。 ＠制作并种报表及网上发市。
通过图层叠加，排除非林火可能区，并根据图象中潜在火点（火点）的位置进行空间定位，及时
向基层发布火情预报和警告信息；（２）ＧＰＳ林火监测：支持ＧＰＳ定位的林火火情报告，及时采集 ＧＰｓ定位信息，并根据ＧＰＳ经纬度判断火源位置，所在区域，及火势情况，向基层林火管辖部门 发布林火警告并布置相应的扑救任务；（３）现场报告：现场报告包括监测台专职人员的火警报告 和普通居民火警电话，由于现场电话报警的随机性和报告内容的模糊性，采用模糊查询的方法对
３．２林火监测
该模块支持多种林火监测手段，包括遥感、实地监测及火警电话等的火情报告，通过自动及 半自动化手段进行林火数据的采集、发送、反应及实时、动态显示，为及时发现火情、确定林火
发生的位置和火区周边的森林资源、地形地貌状况等提供快速反应，并以图形化方式进行数据的
显示和分析，为林火的扑救争取时间。 系统主要功能包括：（１）气象卫星监测：接收遥感卫星影象，进行相应的图象校正和数字处 理，提取相应的地面热点或火点，初步确定林火隐患或火点，并与已有的各种专题地图进行配准，
建立各州市县的数字地形模型，支持地形地貌以及地表植被的三维立体仿真，并与遥感数据、
专题数据进行叠加，进行相应的地形和防火形势分析，支持三维无缝漫游动态监测和专题电子沙 盘的显示及打印输出。
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３。８林火统计和历史资料分析 此模块调用各个时问段的林火数据，进行定期的林火情况汇总，作为评估各级森林防火单位 和部门工作业绩的参考，并通过对林火资料的深入分析和数据挖掘，了解不同时段不同地点的林 火发生的原因，揭示林火数据背后的潜在特征。主要功能包括：（１）林火情况统计：实现全省及 各州市县林火情况的定期、分区、分级汇总；（２）历史资料分析：实现对长期积累的历史数据的 统计分析和空间特征分析，并提交相应的分析结果打印输出；（３）模型设计：在科学分析的基础 上，支持对系统中现有分析预报模型的改进和完善，使本系统的森林防火预报及决策具有更强的 实用性和更好的可扩充性。 ３．９人员管理 此模块主要完成森林防火责任入的分级管理和责任体系，通过该模块，建立全省的森林防火 管理体系，确立各个岗位的工作职责及工作任务，并提供相应的考核评估体系，确保森林防火工 作落到实处。 主要模块包括：岗位管理：包括岗位的确定、增减和调整，相应的职能说明和工作任务；人 员管理：包括人员的录用、换岗、辞退等。 ３．１０考勤管理 此模块主要功能是员工岗位的日常考勤管理；重大事件管理：包括工作人员在岗期间的重大 森林防火事件的记录及奖惩情况记录等。 参考文献 韩海洋，龚建雅，袁相儒，ｈｔｅｌ地ｔ环境下用Ｊａｖ胡ＤＢｃ实现地理信息的互操作与分布式管理及处理［Ｊ］，测绘
关键词遥感皿ｓ）；Ｇｌｓ；ＧＰｓ；森林资源防火管理；系统集成
我国森林资源丰富，其面积约１．３４×１０、【ＩＩｌ２，包括了许多有价值的相关的资源如野生动、植 物等。我国林业信息基础设施的建设仍处于初级阶段，其数据库系统缺乏统一的运行环境、数据 标准，难以实现数据的共享。随着新一轮林业大调查的进一步深入和林业在国家社会经济发展中 战略性、基础性、公益性作用的增强，必将产生更多的、更复杂的数据，这就要求林业信息基础 设施运行环境能适应这一趋势。林业信息化工程项目是实现林业经验管理向林业科学化、信息化 管理转化的重要举措之一。在这一转化过程中，遥感（ＲＳ）、地理信息系统（ＧＩＳ）、ＧＰＳ、数据 库技术和网络技术等将作为提高林业生产管理水平的强有力辅助工具，用于建立林业数据中心以 保证林业信息的传输、交换、共享与发布，提高林业管理的水平，促进建设比较完备的林业生态 体系和较发达的林业产业体系任务中各项工程的实施。 在实施林业生态体系建设中，是以信息化手段加强森林资源保护规划、管理，其建设内容将 涉及到林地乱砍滥伐监控、野生动植物保护及自然保护区建设、控制乱征乱占林地，提高森林火 灾和森林病虫害的减灾、控灾能力等。林业信息具有时空特征、数据量大、数据类型繁多、数据 源广泛、系统结构复杂、数据获取成本高和应用广泛、社会效益显著的特点，是国家重要宝贵的 财富。随着现代信息技术发展和国家现代化建设的需要，对已取得和将要取得的信息资源实现信 息化管理、信息资源共享和进一步开发应用提出了新要求。
２系统结构设计
系统软件结构设计各部分说明如下（圉Ｉ）：①数据库管理系统。采用统
的数据库管理
系统－ｓＱＬ、０ｒａｃｌｅ或ｓｙｂａｓｅ，实现图文一体化的宅间、属性数据管理和海量数据的综合存储、 无极放大和无缝拼接。②图像处理系统。主要完成气象Ｊ１星资料的接收、显示及数据处理， 该部分提供与当地气象部门的数据接ｎ，可以采用现有的遥感尉象处理系统，也可以自行开 发相关的图象处珲模块．完成森林火点的红外感应、自动识别、触发报警、历史资料分析以 及资料的打印输出等。＠ＡｒｃＧＩｓ系统。该系统支持空间教据的管理、硅示、分析和输ｉＩ｛，采 用图孵化界面和单机、局域网、互联网并行的＾式，为各个应用层次的用户提供息服务和功 能支持。④ＧＰｓ接收测量系统。该系统主要支持野外数据的采集和实时救援的线路骨航，ｌｊ｜ 数据接口模块、数据采集转换模块和通讯模块组成，支持远程的实时数据采集和线路导航。 ＠气象资料接收系统。该系统提供与当地‘ｔ象部ｆｊ的数据接口，通过专线或瓦联嘲，实时采 集全省及备州市县的气象观测资料和天气预撤结果，以及卫星影象结果，并通过数据转换提 供绐图象处理系统和林火预警预报系统。
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多火源地带等），建立火险等级分布专题图，为进一步的林火预防措施的制定和和火情的发布提供
依据；险情发布：在火情预测的基础上，进行火情和火险强度预报，计算出相应的火险预报因子
和火险专题图，预报预测结果以网络、电话及无线通讯等多种形式及时传递给上级决策部门及基 层林火监测、救援单位。 ３．４防火设施管理布局分析 该模块实现对全省及各州市县的多级防火设施的综合管理和科学分析，为森林防火决策管理 部门及时了解各类防火设施的装备现状、使用情况、空间布局和利用效率分析提供科学、高效、 智能化的管理手段。 主要功能包括：防火设施数据维护：定期核查和更新防火设施数据库，包括防火设施的空间 定位信息和属性信息，进行历史数据的备份和定期汇总、上报，敦促防火基层单位对防火设施的 定期检修和更换，保证防火设施数据的及时性和有效性，以及防火设旌数据分析的准确性；了望 台布局分析：利用地形图和了望台站网的分布特点，计算出盲区（了望台不可见的山头地块）、定 位区（可以利用不同了望台定位的地块）和不可定位区（只有～个了望台可见）在需要建立或增 设了了望台站的地区可以利用ＧＩＳ设计观察覆盖面大，盲区小的了望台分布方案。交通道路布设 分析：根据目前的林道颁的现状和林火火险等级的分布图以及森林经营的要求，利用ＧＩＳ设计出 即有利于社会经济要求，又有利于林火快速扑救的林区交通道路的设计方案；防火隔离带的布设 分析：利用ＧＩｓ的空间信息综合能力，直接或利用系统辅助设计功能，在地图上设计出经费节省、 效果佳的防火隔离带。水源的布设分析：根据现有的自然和人工水源分布情况，分析水源布局的 合理性，设计新增水源的布局和布设成本分析。 ３．５林火扑救指挥 该模块在林火实际发生后进行快速反应，充分调动现有的资源和设施，根据林火的规模、地 点和破坏能力及时制定最佳的扑救指挥方案。 主要功能包括：（１）林火趋势分析：根据火点位置、火情现状和周围环境，结合最新的气象
１系统的需求分析
基于３Ｓ的森林防火信息管理系统的研制主要为了满足林业部门的行业需求：①分层建立省 市县三级森林资源管理和防火地理信息系统。以森林防火中心为核心，实现林火信息的上传下达， 对上可与国家林业局进行信息交流，对下可调用和检索各市县州林业部门森林防火的数据并进行 实时指挥：②以预防为主，建立森林防火地理信息系统。提供火险等级预报、救火资源布局、林 火实时监测、防火规划等功能，做到及早、及时的发现及消除火灾隐患，同时系统将提供相应的
进行林火扑救的应急指挥；（３）最佳路径的确定：根据交通道路的分布情况，以及扑火队伍的实
际位置和要到达的目的地的信息，自动计算出最佳的行进路线、次佳行进路线以及达到目的地所 需的时间，并以图形和表格的形式提供给指挥者，便于实时指挥和分析决策； ３．６灾后损失评估和灾后处理 此模块功能包括：（１）火灾面积量算：采用遥感卫星影象和地面实测数据相结合的方法，进 行林火火烧面积的量算。主要方法是利用ＧＰＳ将在火烧现场边界的行进轨迹进行坐标自动采集， 直接转入系统，自动计算火烧面积，并将火烧的迹地（包括现场实况资料）存入计算机中，便于 以后的统计和分析；对于大面积的林火灾后评估，可采用１Ｍ卫星影象进行受灾面积量算：（２） 灾后损失评估：根据森林火灾发生的范围和程度、现有的森林资源分布特点、计算火灾的面积和 森林蓄积等各项损失功能，并评估灾害的后果和恢复能力；（３）灾后处理方案：通过对林火灾后 管理办法的科学组织和分类，建立灾后处理知识库，对灾后常见事宜提供快速有效的解决办法， 并支持人机交互方式，建立灾后事务处理流程和方案，并自动生成相关的公文、通知和其它文档， 为大量的灾后事务处理提供智能化支持。 ３．７立体仿真