森林防火系统建设方案

森林扑火辅助决策指挥系统建设规划
前言
随着信息技术的迅猛发展和越来越高的森林防火工作要求，新时期的森林防火工作需要建立一套完善的森林防火辅助决策支持系统，因此将“3S”技术（遥感技术RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS）和网络技术、通讯技术进行有机地整合，建成一个能够为森林防火指挥部提供日常林火管理和扑火指挥的辅助决策工具，提高森林防火工作信息化和现代化水平。

具体建设内容主要包括三个方面：建立森林防火地理信息系统，为扑火队伍GPS跟踪系统提供监控平台，建立三维电子沙盘系统。

一、指导思想及建设目标
要将卫星遥感（RS）、卫星定位（GPS）、地理信息系统（GIS）等3S技术进行集成，结合森林防火管理信息系统（MIS），创建基于地理信息系统（GIS）为平台的，集地理信息、森林资源信息、防火管理专题信息和跟踪、监控、定位、调度指挥为一体的，具有信息化、智能化的“森林扑火辅助决策指挥系统”。

该系统能够查询全区自然状况、社会状况、林业状况等综合信息；查询森林防火各类专题信息；扑火指挥过程中查询地形、地貌、交通、水系、设施等相关信息，进行火场定位、火情态势标绘，跟踪和监控扑火队伍动态，提供辅助扑火方案等。

要使森林防火指挥部在进行扑火指挥时，能够迅速得到信息化、智能化的辅助决策支持。

二、森林扑火辅助决策指挥系统在防火工作中的作用
该系统按照规划建成后能够进一步实现森林防火工作的信息化和智能化，将在日常的机关内业管理和扑火指挥工作中发挥重要作用。

该系统的用途可以简单地概括为以下几方面：
一查：查询、浏览各类综合信息。

如本地区的政治、经济、社会、自然、环境、地形、地貌、交通、水系等公共信息；本地区的林业管理、森林资源分布、林相、防火设施设备、扑火力量分布、火险预报、卫星林火监测等专题信息。

二图：电子地图功能。

在计算机上使用和操作各类专题地图，如行政区划图、森林分布图、森林防火区划图、森林火险预报图、防火设施分布图、扑火队伍分布图、卫星监测热点云图等，能够查图、看图、标图、定位、量算和打印，能够二维操作平面图，也能三维立体地观看地形地貌（电子沙盘）。

三跟：扑火队伍跟踪。

实时采集GPS信息，把扑火队伍的动态位置显示在电子地图上，跟踪监控扑火队伍的动态，“可视化”地调度指挥扑火队伍。

三、建设内容及规模
（一）数据库建设：在现有数据的基础上，增加森林防火工作必须掌握的相关信息数据，建立比较详尽和实用的数据库。

1、地图数据库
1：25万数字地形图（矢量数据）
1：25万等高线高程模型（DEM矢量数据)
1：5万电子地形图（DRG数据、彩色全要素）
2.5米分辨率的ETM卫星影像图
2、属性数据库
防火了望塔分布数据库
防火检查站分布数据库
防火管护站分布数据库
扑火队伍分布数据库
阻隔系统（防火线）分布数据库
储备库分布数据库
防火公路分布数据库
防火办机构分布数据库
林业局林场林业机构分布数据库
（二）应用系统功能建设：
（1）森林防火专题信息查询与管理系统
该系统主要用于查询本地区的森林防火专题信息，通过浏览地图查询相关森林防火标志点的属性数据库，反过来选择数据库的某条森林防火专题信息记录可
以在地图上显示查询的位置结果。

另外，具有对属性数据库维护的功能，便于及时更新森林防火专题信息。

操作时，类似管理地图册，使用者可以创建分类专题地图册，可以对专题地图册内的地图数据和属性数据进行修改，可以打印输出。

既有查询功能还有管理功能，利用系统数据库中的专题属性数据库结合电子地图，查询和创建专题地图，其特点突出表现在专题地图的制作功能包括：行政区划图、森林分布图、森林防火区划图、防火设施分布图、扑火队伍分布图等。

（2）卫星林火监测管理
可在卫星影像图上叠加地形图（境界、道路、河流、林相），用来判断热点性质和属地关系。

也可以通过录入热点坐标，在图上进行定位显示热点位置。

如果能从“卫星热点监测系统”读取热点相素的范围坐标，可以对应地叠加在地形图上，显示热点范围。

同办公管理系统结合起来（MIS），对监测和反馈的信息能够进行管理。

（3）扑火调度指挥
主要用于发生火灾后，将调度上来的火场情况采取符号化的办法，标绘在电子地图上。

主要实现查询和快速标绘的功能：
火场定位：输入火场的中心坐标，在图上进行定位，并查阅周围的相关信息。

根据了望塔观测的方位和距离定位火点位置并以林火图标叠加于数字地图上。

（4）扑火队伍GPS跟踪
具有可与GPS通讯设备接口的模块，为扑火队伍GPS跟踪监控系统提供配套显示平台，并具有对监控的GPS数据对象进行跟踪显示和属性管理功能。

配置两种运行版本，A型系统软件具有接收和转发GPS数据功能；C型系统软件不具有转发GPS数据功能，只能接收和网上下载GPS数据。

在林业局级指挥中心可以安装A型软件，应用软件系统与GPS无线传输系统连接，能够读取GPS 数据，显示扑火队伍位置；同时将GPS数据转发到上一级指挥中心GPS服务器中，建立GPS数据库。

在各级指挥中心调度终端安装C型软件，通过互联网访问GPS 服务器，下载GPS数据，然后在电子地图上显示扑火队伍位置。

（5）三维电子沙盘
依据数字高程模型数据（DEM）、矢量地形数据、正射影像数据，创建三维立体图形（电子沙盘），具有多种灵活操作的浏览、查询、量算功能，并能够跟踪显示GPS定位信息，实现在三维场景下的扑火队伍GPS跟踪监控。

四、系统结构设计
（一）系统运行环境
1．硬件环境
充分利用现有计算机硬件设备及网络环境，在调度计算机终端上运行本系统。

2．软件环境
（1）以Microsoft Windows XP作为操作系统。

（2）采用ArcEngine 9.3软件，建立森林防火图形数据库和卫星影像数据库。

（4）采用ArcEngine 3D 9.3软件，建立三维电子沙盘数据库。

（5）安装“森林扑火辅助决策指挥系统”应用软件（V3.0）。

（二）模块设计
系统功能采取模块化设计，每个子系统内的功能模块具有相对独立性和可扩展性。

功能模块分为通用模块和专用模块，通用模块是指在每个子系统中都具备的功能，专用模块是指该子系统中特有的功能。

通用模块主要是指“电子地图管理模块”，包括以下功能：
（1）地图检索查询
根据需要，有多种途径和方法调阅查找数据库中的地图及相关信息。

可根据地理坐标检索显示目标区域；可根据经营管理单位检索显示目标区域，可根据地名检索显示目标区域；可根据系统提供的导航图确定显示目标区域。

（2）图形控制
根据操作员的需求，实现对图件的漫游、窗口变化等各种操作。

可根据显示开关设置及缩放比例适当增减要素内容，以达到视图范围内适当的信息载负量。

（3）地图量算
量算二维地图上任意两点间的直线距离和折线距离；任意封闭区域的面积；
任意一点的方位。

（坡度、坡向）
（4）综合信息查询
查询道路、河流、居民点、林相、检查站、管护站及防火设施、扑火力量等森林防火综合信息。

（5）地图输出
根据需要编辑边框、图例，打印输出各种专题地图。

（6）图层叠加
卫星遥感影象叠加，数码照片定位镶嵌，专题图叠加。

（7）数据库操作及管理
具有分类数据统计汇总、统计分析、条件查询及数据整理、更新等数据库的管理功能。

（三）GPS扑火队伍跟踪设计
通过无线对讲机与全球定位系统（GPS）结合在一起，在防火工作中运用现有的无线电通讯设备可以实现GPS的连接的建立、断开，轨迹回放等各种功能。

结合的电子地图,为决策、即时监控、准确定位提供了快捷方便的方式。

1.功能大体可分为:
轨迹回放
轨迹回放功能可以从数据库中有选择地将我们存储的定位数据在电子地图上按时间顺序逐点显示位置或轨迹。

建立连接
通过这一功能，可以实现通过地区的专线网络连接林业局的控制中心，得到终端的即时监控的数据，从而做到实时监控各个GPS终端,也可访问其历史数据。

获得历史数据
建立连接后主要的目的是获得林业局的GPS历史数据。

2.林业局级的GPS操作,这一级的操作不再仅仅是调用数据，它可以实现对前方终端的呼叫，并可以向地区传回定位数据。

呼叫报位
在进行野外监测中，利用此功能可以即时的掌握各个终端的位置。

①对某一个GPS终端进行即时呼叫。

获得报位信息将在地图显示区域以点符号动
态即时定位。

②选呼是指可以同时对一个或多个终端同时进行呼叫，选择一个终端的时候起实现效果同单呼相同。

③选择“广播”时，则要求所有的终端都进行报位操作。

④确定后，该终端如果给予回应，则该报位点在地图显示区域一点符号的形式显示。

实时监控
实时监控是指可以对我们感兴趣的终端进行实时监控。

①所有的GPS终端列表，从该列表中选取需要监控的终端。

②列出所有需要监控的终端，可以进一步从所有终端中添加，或删除。

发送导航点
当我们使用PDA型GPS 接收机的时候，在GPS接收机的屏幕无法确定自己在位置。

我们通过该功能起到导航的作用。

发送导航线
除了可以发送导航点指导GPS接收机定位以外，还可以实现发送导航线，指导GPS 具体走那一条路线。

3.功能示意图:
地区级功能表示为:
地区级系统功能如下图所示：
系统关系如下：
北京上海。