信息化視域下森林防火體系構(gòu)建研究

1、    信息化視域下森林防火體系構(gòu)建研究    王進發(fā)摘 要 安全性課題一直是社會研究的重點和難點，而近年來計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、圖像處理技術(shù)等的發(fā)展和突破給森林防火體系的構(gòu)建和完善帶來了新的契機?；诖?，本文重點探討信息化視域下森林防火體系構(gòu)建的必要性、體系構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)、如何進行構(gòu)建。摘 要 森林防火;信息化;體系建設(shè) s762 a 1674-7909（2020）23-81-21 森林防火體系構(gòu)建的必要性第一，森林火災(zāi)事關(guān)廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全，而且近年來森林火災(zāi)事故頻發(fā)暴露了我國部分地區(qū)森林防火體系仍然存在問題。所以，以信息技術(shù)發(fā)展為契機，

2、建立完善科學的防火體系有著重要的價值和現(xiàn)實意義。相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，目前全球每年火災(zāi)發(fā)生次數(shù)超過22萬次，其火災(zāi)波及面積高達1 000萬hm2，占森林總面積的0.15%以上。同時，森林火災(zāi)作為重大的安全事故，與其他社會性問題有著密切的關(guān)系。例如，近20年來全球變暖問題備受關(guān)注，相關(guān)研究表明，全球變暖會導致森林火災(zāi)發(fā)生率提高。所以，建立完善、科學的防火體系不僅有利于保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全，更有助于解決其他社會問題1。第二，基于信息化的森林防火體系建立是林業(yè)信息化建設(shè)的重要內(nèi)容和方向。2009年，國家林業(yè)局正式頒布全國林業(yè)信息化建設(shè)綱要（20082020年）。綱要指出，在信息技術(shù)等技術(shù)的支撐下逐

3、步建立互通共享、高效便捷、科學完善的林業(yè)信息化體系。目前，隨著林業(yè)信息化體系建設(shè)的不斷深入，我國大部分地區(qū)林業(yè)得到了長足的發(fā)展。森林防火作為林業(yè)工作中的重點，其理應(yīng)成為林業(yè)信息化建設(shè)的主要內(nèi)容。而近年來，計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等的發(fā)展給林業(yè)信息化體系建設(shè)帶來了新的思路，所以森林防火相關(guān)單位和人員應(yīng)抓住這一機會，將森林防火工作與信息化建設(shè)進行有機結(jié)合，切實完善現(xiàn)有的體系。第三，基于信息化的森林防火體系建設(shè)是促進我國防火工作平衡開展的重要手段。由于歷史原因和地理條件等的限制，目前我國地區(qū)發(fā)展不平衡的現(xiàn)象仍然存在。在此基礎(chǔ)上，各個區(qū)域的森林防火水平呈現(xiàn)出良莠不齊的現(xiàn)狀。而信息化技術(shù)帶來的信息傳輸、

4、信息共享等便利不僅可以為較為落后地區(qū)帶來先進的技術(shù)，可以從體系構(gòu)建角度提高此類區(qū)域的防火水平，而且信息化技術(shù)可以為全國防火體系整體構(gòu)建提供技術(shù)支撐，可以進一步加快林業(yè)體系一體化建設(shè)的步伐。2 森林防火體系構(gòu)建的關(guān)鍵性技術(shù)2.1 地理信息系統(tǒng)技術(shù)地理信息系統(tǒng)技術(shù)簡稱gis，其作為一種實時性強、準確性高的空間信息技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于各類社會服務(wù)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)主要包括如下方面：數(shù)字化技術(shù)，即將不同的地理信息抽象成為具體的數(shù)字或相關(guān)表示，在森林防火體系構(gòu)建中相關(guān)人員可以利用該技術(shù)對森林防火區(qū)域進行有目的性的建模，進而為后續(xù)的工作奠定基礎(chǔ)2;空間分析技術(shù)，指對區(qū)域內(nèi)的地理數(shù)據(jù)進行總體分析，其中包括數(shù)

5、據(jù)處理、空間維度測量等;可視化技術(shù)，指的是通過數(shù)字、圖標等可視化形式對區(qū)域內(nèi)的地理信息進行展示。目前，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)相當成熟，其在森林防火中的應(yīng)用效果極好。例如，在森林火災(zāi)撲救過程中，地理信息系統(tǒng)可以高精度地為撲火人員提供數(shù)據(jù)支持和具體策略。2.2 遙感技術(shù)遙感技術(shù)起步于20世紀60年代初期，其基本原理是基于電磁波等理論，并通過相關(guān)傳感器等設(shè)備對特定地理空間區(qū)域進行信息收集、處理等操作。相較于其他同類技術(shù)，遙感技術(shù)有如下優(yōu)點。一是遙感技術(shù)的探測范圍較廣，如一般航攝飛機的探測范圍約為10 km，而遙感衛(wèi)星可探測范圍在3萬km以上，所以對于部分大型林區(qū)，基于遙感技術(shù)進行地理空間信息探測有一定的必

6、要性。二是遙感技術(shù)受地理條件的限制較少，即其結(jié)果不會受到環(huán)境因素的影響。作為陸地面積第三的國家，我國不同林區(qū)的地理環(huán)境差別較大，所以通過遙感技術(shù)進行信息建?？梢砸欢ǔ潭壬咸岣呒夹g(shù)的泛化能力。三是遙感技術(shù)的信息獲取周期較短，可以充分滿足森林防火體系建設(shè)對時效性的要求。2.3 全球定位系統(tǒng)技術(shù)全球定位系統(tǒng)技術(shù)簡稱gps技術(shù)，該技術(shù)的研究起步于20世紀50年代末期，截至20世紀90年代中期，gps已經(jīng)可以覆蓋全球約98%的地理區(qū)域。全球定位系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中具有如下優(yōu)勢：該系統(tǒng)穩(wěn)定性強、性能較好;該系統(tǒng)定位精度高，可以滿足絕大部分任務(wù)的需求;該系統(tǒng)應(yīng)用性較強，即可以與很多任務(wù)相結(jié)合。所以，對于森林

7、防火體系建設(shè)，有關(guān)單位和工作人員可以充分利用全球定位系統(tǒng)這一成熟的技術(shù)對區(qū)域內(nèi)的森林進行信息的收集、處理、監(jiān)控，進而提高整個系統(tǒng)的信息化水平。3 信息化視域下森林防火體系構(gòu)建對策3.1 建設(shè)森林防火體系的硬件平臺對于森林防火體系而言，其硬件平臺應(yīng)至少包括3個方面，即數(shù)據(jù)收集平臺、數(shù)據(jù)接收和處理平臺、技術(shù)平臺等。3.1.1 數(shù)據(jù)收集平臺。該硬件平臺即指依托現(xiàn)有的信息硬件技術(shù)等對相關(guān)區(qū)域森林信息進行收集和整理，并在此基礎(chǔ)上完成地理空間的初步建模。根據(jù)上述需求分析可知，有關(guān)工作人員和單位可以通過全球定位系統(tǒng)或者遙感技術(shù)等完成上述需求任務(wù)。例如，可以通過遙感技術(shù)等進行區(qū)域內(nèi)森林信息的獲取和建模，可以通

8、過全球定位系統(tǒng)技術(shù)等完成對區(qū)域森林的24 h實時監(jiān)控等。總之，利用此類平臺技術(shù)可以大幅度提高現(xiàn)有森林防火體系的科學性和完整性。3.1.2 數(shù)據(jù)接收和處理平臺。該硬件平臺是森林防火體系中重要的基礎(chǔ)平臺，其平臺功能主要是完成對遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)等的數(shù)據(jù)的接收和處理。但是，考慮到森林區(qū)域是面積較大且地形較為特殊的區(qū)域，其在實際的火災(zāi)防控和檢測過程中存在一定的特殊性，即一般需要采用過境率較高的衛(wèi)星系統(tǒng)，而現(xiàn)有的國內(nèi)外知名衛(wèi)星系統(tǒng)均可以較為出色地完成這一需求。同時，考慮森林防火的重要目標是可以及時發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的火情，所以應(yīng)選用精度較高的指標進行火情檢測和分析。而氣象衛(wèi)星作為一種基于溫度的信息收集系

9、統(tǒng)，其基本原理是通過地面溫度的變化進行數(shù)據(jù)采集。而火宅發(fā)生區(qū)域一般具有較高的溫度，所以此時可以考慮使用氣象衛(wèi)星完成對相關(guān)信息的收集?；跍囟茸兓臍庀笮l(wèi)星信息收集的基本原理就是隨著地表溫度的提高，其整個區(qū)域的輻射率會發(fā)生相應(yīng)的變化，而衛(wèi)星中高精度的傳感器和監(jiān)控器可以精度地偵測到這一變化，進而進行數(shù)據(jù)的采集和整理，最終為后續(xù)的任務(wù)實施奠定基礎(chǔ)3。3.2 建設(shè)森林防火體系的軟件平臺現(xiàn)階段，森林防火體系的軟件平臺建設(shè)至少包括信息處理和傳輸、信息可視化等。其中，信息處理和傳輸是森林防火系統(tǒng)建設(shè)中的重點，因為其直接關(guān)系著整個系統(tǒng)的運行效率和質(zhì)量。信息處理主要包括信息檢索、信息查詢、信息存儲、信息分析等方

10、面，信息系傳輸則包括衛(wèi)星與地表接收站點信息傳輸、地表間各個平臺的信息傳輸?shù)?。而基于此的軟件平臺建設(shè)，有關(guān)部門和工作人員至少可以從2個角度進行創(chuàng)新和突破，一方面是基于目前國內(nèi)我國高水平的5g技術(shù)對森林防火體系中的信息傳輸機制進行創(chuàng)新，另一方面則是基于現(xiàn)有的人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等對硬件平臺所得數(shù)據(jù)進行針對性分析和研判，進而提高系統(tǒng)的針對性和適用性。森林防火系統(tǒng)軟件平臺的信息可視化，指的是基于現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)，對系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)進行可展示性研究，此類數(shù)據(jù)包括信息空間數(shù)據(jù)、火情數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)等。進行數(shù)據(jù)可視化的主要好處是提高人工決策效率，保障后續(xù)戰(zhàn)略部署的科學性。3.3 加強信息化人才培養(yǎng)要想建立優(yōu)質(zhì)的信息化防火平臺，有關(guān)部門必須加大人才引進力度，特別是引入掌握林業(yè)技術(shù)、信息技術(shù)等的技術(shù)人才，并加強對現(xiàn)有人才進行培訓等，提高防火隊伍的信息化水平。4 結(jié)語信息化技術(shù)在諸多行業(yè)有著十分廣泛的應(yīng)用，森林防火是一個事關(guān)重大的社會問題，應(yīng)加快森林防火體系信息化建設(shè)步伐。就目前我國林業(yè)發(fā)展水平而言，有關(guān)部門可以從系統(tǒng)硬件平臺建設(shè)、系統(tǒng)軟件平臺建設(shè)、人才培養(yǎng)等方面進行森林防火體系信息化建設(shè)。