森林火灾遥感探测技术研究进展

森林火灾是陆地生态系统重要的自然干扰之一,也是森林面临的主要自然灾害。多源遥感技术在森林火灾探测中应用,使得森林火灾的早期探测与实时监测成为可能,遥感技术已成为森林火灾监测和防控的重要手段。本研究综述了遥感技术在森林火灾相关研究方面的应用进展,从灾前、灾时、灾后3个阶段,分析了遥感技术和方法在森林可燃物调查及载量评估、火场态势监测、火险等级预测预报、火烧迹地识别、火后森林受害评估以及植被修复等方面的应用,总结了现有研究方法中存在的问题,展望了未来森林火灾探测技术的发展方向。多源多尺度遥感探测技术如将无人机、雷达、航空遥感与航天遥感等互相结合,多方位进行森林火前火后监测,为火险等级预报、森林火灾防控、火后森林结构和功能的恢复提供依据。     

林火监测中遥感应用的研究现状

林火是陆地生态系统中的一种主要干扰因子,森林火灾会对森林生态系统造成严重破坏。遥感卫星能够实时对地表信息进行记录与监测,尤其适用于对林火这种地表异变现象强烈的事件进行监测。本研究回顾了航空遥感、航天遥感在林火监测中的应用历史;分别从风险预测、实时监测和灾后评估三个方面论述了遥感在火险等级评测、火点提取、过火面积估测、林火实时监测及灾后植被恢复评价中的应用研究现状,总结了当前的研究重点及不足,并指出了未来的研究方向和趋势。以期为遥感在林火预测预报、林火实时监测及灾后损失评估等方面的研究提供参考。     

森林火灾损失评估方法体系研究综述

通过借鉴国外森林火灾损失评估方法和评估系统,重点剖析了现阶段我国森林火灾损失评估工作中存在的问题,并针对制定适用于我国的森林火灾损失评估体系,探讨了构建我国森林火灾损失评估体系关键技术问题,提出了未来森林火灾损失评估研究需加强的研究方向。     

基于改进突变级数法的中国森林火灾评价

【目的】通过改进的突变级数法对中国森林火灾进行评价,了解森林火灾受灾程度和损失情况,为中国森林火灾防灾减灾工作、灾后经济补偿和保险赔偿等提供可靠的依据。【方法】根据我国森林火灾2000-2014年的统计数据,在当前国内外森林火灾研究成果基础上,构建包括受灾森林面积、森林资源损失价值、人均损失价值等17个森林火灾损失评价指标的我国森林火灾评价体系,并分析常规突变级数法在指标重要性排序中存在的主观性和综合值偏高的不足,利用改进的突变级数法对中国森林火灾损失进行评价与分析。【结果】(1)我国2000-2014年总共发生森林火灾119 169次,累计伤亡人数1 747人,累计经济损失8 092 960万元。(2)森林火灾评价体系的A层指标有3个,其重要性排序依次为综合损失、经济损失和实物量损失;B层指标有6个,其重要性排序依次为综合损失、费用损失、资源损失、灾次伤亡、人工设备和林地损失;C层指标有17个,其重要性位居前3的是立木资源损失价值、出动扑火车辆和伤亡人数。(3)各年份综合值调整前后相差较大,初始综合值集中在[0.8,1],而调整后的综合值分布在[0,0.8],调整后综合值的等级和大小更具有可比性。(4)受灾最严重的2006年综合得分为0.745,受灾最轻的2001年综合得分为0.100,二者相差0.645分,不同年份森林火灾评价值差异明显。(5)我国2000-2014年森林火灾总体损失较为严重,且各年损失波动剧烈。【结论】改进的突变级数法解决了常规突变级数法在多层评价指标体系中存在的不足,结果更具有科学性。     

森林火灾损失评估系统的研究与实现

在借鉴国内外多种分类方法和算法的基础上,对森林火灾直接损失给出了相应的评估方法和评估公式,并且对森林火灾间接损失及森林火灾生态效益损失的有关因素进行了评估与说明。并以马林林场为例,集成Struts框架与Hibernate中间件技术开发了一套比较完整、具有了MVC三层结构的森林火灾损失评估系统。     

浅析精准林业在森林防火中的应用

从森林火灾预测预报、林火监控、林火扑救指挥、灾后评估以及资源管理等方面,探讨了以以全球定位系统GPS、地理信息系统GIS、遥感RS以及现代信息技术和网络通讯技术为核心的精准林业技术体系在森林防火中的应用。     

森林火灾中灌木林经济损失评估方法初探

森林火灾经济损失评估只制定了烧毁乔木林的评估体系、方法,而在生态脆弱的青海地区灌木林所占比重大,灌木林火灾损失的评估却一直是个空白,本文依据乔木林火灾损失评估方法简要提出灌木林火灾损失评估方法,旨在引起相关研究,制定规范评估体系。     

我国森林灾害的空间分布分析

目的森林火灾及病虫鼠害是森林生态系统的重要影响因子,对森林生态系统的稳定和平衡有重要影响。开展对森林灾害的研究,对提高森林资源风险的管控能力和应对措施等有重要的意义。方法 本研究收集了我国2003—2016年主要森林灾害的相关数据,采用主成分聚类分析的方法,对森林灾害的空间分布进行了分析。结果 2003—2016年,在森林火灾总次数上,湖南和贵州两省位居前列。在火场总面积上,黑龙江省远高于其他省份,北京和天津的火场总面积最少。在受害森林总面积上,黑龙江省和内蒙古自治区比较严重,是其他省市区的几十倍甚至上百倍。在成林蓄积量损失上,黑龙江省也是最严重的省份,平均每年火灾损失成林蓄积68.61万m3。按受灾程度将火灾发生区分为轻度森林火灾区（I类）、中度森林火灾区（II类）和重度森林火灾区（III类）3类,黑龙江省为重度火灾区,受灾程度最严重。在病虫鼠害的空间分布上,按照受灾面积的大小分为4类,其中新疆和内蒙属于IV类地区,为病虫鼠害发生面积很大区;其他省市区分别属于I ~ III类,为病虫鼠害发生面积较小（北京市、上海市等）、中度（海南省）和较大区（黑龙江省等）。结论 2003—2016年,我国森林火灾次数、受害面积等总体呈下降趋势,但近年来全国森林病虫鼠害的发生面积总体呈现上升趋势,且面积居高不下,中度和重度森林灾害面积占比增加,这应该引起高度重视。本研究对相关问题进行了讨论,为我国森林灾害的风险管控提供参考。      

基于组件GIS的森林防火信息系统的研究与开发探讨

本文简要介绍了组件GIS 应用特点,研究了森林防火信息系统的功能设定:系统组成、开发环境、关键技术; 借助运行实例完成开发探索:火灾预警预测系统、火灾救援系统、灾后损失评估,以此全面构建运行有序的防火系统, 发挥GIS 组件的应用价值,应对甘肃庆阳林业发展存在的问题,增强其整体林业建设能力。     

基于可见光视频的森林火灾识别算法

以森林火灾远程视频预警监控工程为依托,对森林火灾发生、发展的可见光视频图象进行研究,提出森林火灾识别算法,并进行处理。分析了基于视频的森林火灾火焰特征,指出火焰特征主要包括颜色变化、面积变化、边缘变化、形体变化、闪动规律和整体移动等。在此基础上,提出了视频图像中的森林火灾区域检测方法与森林火灾识别方法;根据图像区域分割匹配算法,以火焰颜色特征和面积变化为火灾判别依据,统计疑似火灾区域面积,定时地对其进行两两匹配,实现对森林火灾图像的实时检测和识别。经实际验证,该算法的查全率与查确率分别达到72.22%和92.86%。     

基于OSG数字林分景观可视化技术研究

大规模林分场景建模和实时绘制对于模拟林分生长具有重要意义。本文定义了一个基于树龄分枝的树木表达模型,该模型可构建形态结构不规则、灵活的树木模型;在林分场景绘制中,提出了一种基于OSG大规模林分场景的实时绘制技术,利用存储在XML文件中真实的林分调查数据可以实时绘制三维林分场景。林分树木场景数据量大,为了提高场景渲染的效率,利用OSG场景图来组织和优化场景数据;在林分单元格的绘制中引入3D树木的LOD网格简化和PageLOD数据库分页机制实现大规模数据调度。实例证明,所绘制的大规模林分场景能满足用户的实时交互需求。      

基于模糊积分评估模型的林火灾害风险管理研究

重视和加强林火风险灾害管理研究,是预防、减少和控制森林火灾的重要手段和措施.该文阐明了林火灾害风险及风险管理的概念和含义,明确了风险判识、风险分析、风险评估和风险控制,特别是风险分析与评估的内容、指标(因子)与方法.参考城市消防风险评估方法,建立林火灾害风险评估指标体系,并运用模糊层次分析法(Fuzzy-AHP)对其权重进行处理,在模糊测度的基础上,构建基于模糊积分的林火灾害风险评估模型,为做好林火灾害风险管理,尤其是风险分析与评估提供新的措施和方法.     

基于火模拟的森林火灾风险定量评估

  目的  森林火灾风险评估是利用定量或定性的方法综合考虑一个区域的火发生可能性及对环境造成的潜在影响，识别区域内的高火灾风险区是开展科学林火管理的基础。本研究基于森林燃烧概率、潜在火行为和暴露性综合评估一个区域的森林火灾风险，为林火管理部门开展林火管理和可燃物处理提供指导。  方法  利用燃烧概率模型（Burn-P3）在景观尺度上模拟亚热带林业实验中心所属林区的燃烧概率、潜在火强度、蔓延速度及火发生类型。根据火对周围城镇和水源的潜在环境和安全问题计算火灾暴露性。综合这些指标利用层次分析方法定量评估森林火灾风险，分析火灾风险的空间特征和不同类型植被的燃烧性差异。  结果  火模拟结果表明:研究区的平均燃烧概率为0.040 1，燃烧概率高和很高的区域分别占研究区的5.3%和2.3%。火烧以地表火和间歇性树冠火为主，平均火强度及蔓延速度分别为2 043.6 kW/m2和2.5 m/min。火行为指数高和很高的区域分别占17.3%和6.2%。针阔混交林的燃烧概率和潜在火行为指数最高，阔叶林的燃烧概率及潜在火行为指数最低，但其暴露性指数最高。火灾风险综合评估结果表明，风险高和很高的区域分别占19.7%和6.5%，针阔混交林的火灾风险指数高于其他植被类型。  结论  研究区内大部分区域的燃烧概率较低，但潜在火行为指数较高。城镇和水源附近森林的火灾风险等级高，是林火管理的重点区域。部分针叶林和针阔混交林存在发生稳进树冠火的可能，可以通过可燃物处理措施来减少可燃物梯及地表易燃可燃物，降低火灾风险。      

厦门岛内城市森林改造的研究

厦门岛内山地森林马尾松林占比例大 ,由于树种组成单一 ,林分质量差 ,森林火灾和病虫害严重 ,受松材线虫病危害的马尾松陆续枯死 ,严重影响防护和环保效益的发挥 .急需进行改造 .提出实施改造的原则及树种选择 ,更新方式等若干关键技术问题     

林火预警及实现方法

为建立适用于我国宏观区域的林火预警系统,以我国2000-2008年间发生的重大森林火灾为研究对象,利用MODIS数据估算森林可燃物的长势及含水量,与地理信息系统技术和数据库技术相结合,以火险指数作为预报林火发生等级的定量因子,研究并建立了林火预警模型;在商业遥感和GIS软件提供的二次开发平台下,利用Microsoft Visual Studio 2005语言,开发了林火预警系统。同时,利用选取的实验区及数据对预报方法和系统进行测试。结果表明:利用建立的林火预警系统所得的森林火险等级值,与实际发生的林火趋势基本一致;另外,火险指数可用作林火发生预警的定量分级因子。     

浙江省森林防火地理信息指挥系统的设计与开发

通过综合运用3S技术,数据库技术,网络技术及森林防火专业技术,设计和开发了浙江省森林防火地理信息指挥系统。系统框架构成有：森林防火地理信息指挥子系统,森林防火基础信息录入子系统,森林火灾历史档案信息管理系统。同时建立了相应的林业基础信息及防火信息的空间数据库和属性数据库。可实现的主要功能有：火点智能定位,火场信息查询,辅助决策指挥和历史档案查询与分析等,促进浙江省省级森林防火辅助决策指挥的技术革新。图1表2参4     

云南省森林火源特点分析

[目的]探讨云南省森林火源特点。[方法]对2004—2014年云南省产生的森林火灾次数及火源特点进行了研究。[结果]云南省生产性火源和非生产性火源都是森林火灾的主要原因,但非生产性火源所占比重更大。生产性火源中烧荒烧炭影响最大;非生产性火源中,野外吸烟、小孩玩火、上坟烧纸、取暖做饭和智障弄火是主要火源。其中,非生产性火源具有明显的季节性特点和时段性特点,季节主要集中在3—5月,时段主要集中在09:00—13:00和15:00—20:00。[结论]该研究可为云南省森林防火的火源管理提供参考。     

基于3S集成技术的森林防火决策平台研究

森林防火工作是森林资源保护中的重要方面,在网络环境下,充分运用3S及其集成技术是提高森林防火工作效率的一个重要途径.该文整合了北京市房山区多年的信息资源,建立了包括航拍影像、林业小班等信息在内的空间数据库,使用Java技术,建立了一个基于3S集成技术的分布式计算平台,实现了火险等级预报、火点定位、火行为预测、位置服务、扑救指挥、损失评估等功能,为房山区林业局的林火档案管理、火险信息发布、林火扑救提供信息化管理手段和决策支持.