基于时空特征的林火视频火焰识别研究

由于森林火灾监控现场是野外广阔的林区,而且树叶的摇摆使得视频图像中的运动对象很多,强烈的阳光、秋季的枯叶和红枫会导致火灾识别的误报等,这些特点都使得现有室内或静止场景火灾视频监控的视频处理技术不再适用。考虑到火灾发生有一个蔓延的过程,是一个包含若干连续视频帧图像的视频片段,笔者首先将疑似火焰视频划分成时空视频块,根据颜色特征和运动特征得到疑似火焰区域,然后在视频片段大粒度下基于空间静态特征(纹理、圆形度特征)和时序动态特征(火焰面积变化、形状相似性、闪烁频率特征)提取火焰特征向量,最后使用基于Ada Boost的算法进行火焰识别,实现森林火灾的实时检测。结果表明,该方法能够准确有效地进行林火视频火焰识别。     

昆明西山森林公园地表可燃物类型划分与载量研究

分析森林能否被引燃、如何蔓延以及整个火行为的过程中,森林可燃物比任何其他因素都重要。而可燃物载量的大小直接决定了森林火灾燃烧的强度,同时不同的可燃物类型会形成不同的燃烧特性。通过对昆明西山森林公园8个林分类型的地表可燃物载量、类型进行调查后发现,华山松林内地表可燃物载量最高,农田-果园最低。并利用植物群落分类法将可燃物划分为5个类型组共6个类型。     

新疆天池自然保护区森林可燃物人工调控技术

森林的燃烧性主要根据森林可燃物水分动态变化、可燃物载床、可燃物种类和类型进行评估,在一定的气象和环境条件下,森林可燃物的类型和分布明显影响着林火发生的行为特征。森林可燃物的载量的增加,森林结构单一,易形成大片连续且均匀的水平、垂直可燃物分布结构,导致森林综合抗火能力下降,加大发生重大或特大森林火灾的概率。针对林分的实际     

新形势下我国森林可燃物研究现状及森林防火对策

森林可燃物是森林燃烧的物质基础,开展森林可燃物的研究是森林火灾预防的基础性工作。新形势下的森林可燃物研究对我国现代森林防火工作具有十分重要的意义。综述了国内外森林可燃物研究现状,并以此为基础,提出了新形势下我国森林防火工作的对策及森林火灾灾后管理的策略：1）在进行森林防火工作时,可通过调整林分结构,加强生物防火工程建设,并采用先进的生物防火技术,对可燃物进行科学管理;2）对农、林、牧业进行产业结构调整,降低森林燃烧性;3）推广使用清洁的生物能源,减少森林可燃物积累。研究结果可为提高我国森林防火科学化管理水平提供参考。     

森林可燃物负荷量模型研究

森林可燃物为森林中一切可以燃烧的有机物质,是森林火灾发生的物质基础,是火灾传播的主要因素,是森林防火灭火的理论依据。由于森林群落的复杂性。可燃物存在地域性、区域性的差异,需要将可燃物进行分类和划分。现在,世界上很多国家均形成了各自的可燃物分类方法和研究方法。可燃物类型综合表现了植被类型所处的生境条件,及适应于环境形成的林分结构特征,决     

关于森林燃烧火行为特征参数的计算与表述

森林的燃烧过程极为复杂 ,火行为是森林可燃物燃烧的一系列现象的总和。国内外林火研究人员多年来致力于火行为特征的研究描述 ,在火场范围 (周长或面积 )、火焰特征、火强度、火头的蔓延速度等方面取得了一些显著的进展 ,其中火强度、火焰高度和火蔓延速度是林火行为的 3大指标。火行为直接受火环境的影响。     

森林可燃物管理研究进展

立地条件、天气和可燃物决定了森林火灾的强度与烈度, 三大因素中, 只有对可燃物能进行有效的经营管理。研究表明:1)过去60~100年, 由于森林结构和组成的改变, 可燃物载量增加, 易发生高强度的森林火灾。2)林火模型、实践经验以及现场观察表明, 在特定的天气条件下, 林火行为受可燃物结构与组成的影响很大。3)减少重特大森林火灾的发生就必须降低地表可燃物的数量、密度、连续性, 移除过度可燃物, 或改造植被, 降低森林植被的燃烧性等。4)可燃物处理有效期评估涉及林火蔓延、林火强度、烈度、火场规模和扑火能力的研究, 景观尺度手段优于林分尺度。     

林火管理与森林的可持续发展

森林火灾是在开放环境中的自由燃烧过程 ,由于受可燃物特征与分布、空气湿度、地形与风场分布等因素的影响 ,构成了森林火灾的复杂性与随机性。由于自燃、雷击和人为因素等火源不可能彻底排除 ,森林火灾不可避免。大面积高强度火可以烧毁森林 ,造成地面光秃和加速土壤侵蚀 ,但小面积低速度火却可以减少地面多余可燃物 ,有助于林木的火后更新和生物栖息。因此在预防森林火灾中 ,实现森林可燃物可持续管理是发展重点 ,用计划火烧减少可燃物 ,营造防火林带隔断可燃物的连续性 ,可以达到减少和控制森林火灾的目的。1　近年来林火管理面对的挑战…     

火场热量与扑火安全

森林火灾属于固体可燃物的燃烧,分为预热、热分解、气体燃烧和固体燃烧阶段。发生森林火灾时,在外界火源的作用下,先将森林可燃物热分解为可燃性气体,然后与空气中的氧气结合,并燃烧。可燃物的热分解反应吸收能量为吸热反应,即外界要向森林可燃物输入能量（火源）。...     

林火碳排放研究进展

火是森林生态系统主要的干扰因子, 森林火灾的频繁发生不仅使森林生态系统遭到破坏, 同时也造成了含碳温室气体的大量释放。综述了火烧面积、森林可燃物以及燃烧效率等主要因子对森林火灾排放碳量估计的影响, 分析了这一领域未来研究发展趋势。大量研究表明:1)卫星遥感是估测大尺度上森林过火面积的主要手段, 随着高分辨率卫星的应用, 森林火灾面积的估计精度不断得到提高。目前的研究主要集中于大尺度上林火面积的估计和估算方法的改进。2)遥感数据是目前估计大尺度可燃物燃烧量的有效手段, 利用遥感数据的同时结合有效可燃物计算模型, 运用多元线性与非线性分析结合等方法提高对可燃物燃烧量的估计。3)燃烧效率是决定可燃物消耗量的主要因子, 也是估计森林火灾释放含碳气体量的关键。未来的研究是利用高分辨率的遥感数据, 结合复杂的可燃物计算模型, 更精确地估计林火碳排放。     

林火蔓延过程中辐射换热和点燃特性分析

【目的】基于辐射换热原理和火行为模型,从理论角度研究林火蔓延过程中火源辐射换热规律以及辐射点燃的特点。【方法】林火蔓延过程中的燃烧区为辐射源,其向火蔓延前方的热辐射等效为矩形辐射面。矩形热辐射面的长度为火焰长度,宽度对应火线宽度;环境风速的变化导致热辐射面出现不同程度的倾斜。选取枯立木和枯倒木这2类林火环境中典型可燃物作为辐射接受体,并分别设定接受体微元距地面1.5 m高和贴于地面。将林火蔓延以及至林缘后熄灭过程中对目标物的辐射换热分2个阶段计算,由此推导出接受体的瞬态辐射换热通量和累积的辐射换热量的计算式,并相应构筑辐射点燃的判据。与此同时,结合以往对林火行为规律的认识建立起林火蔓延以及至林缘衰弱熄灭过程中火行为参数间的关系式以辅助模型计算。基于火灾安全计算的有效性原则,设定火灾场景为最糟糕情形,即火焰温度赋值为1 200 K、发射率为1.0,并且一般情形下热辐射在大气中透过率为1.0。计算过程中,取火焰火宽度50 m,火焰长度变化范围为5 m～40 m,而风速变化范围则为0 m·s^-1～10 m·s^-1。【结果】针对特定野外试验工况试算结果确认,辐射换热通量计算结果与野外测量数据高度一致,由此验证了辐射换热模型的可靠性。针对若干火灾场景开展系列计算表明,无论是接受到的辐射换热通量还是累积辐射换热量,枯立木相对于枯倒木都占有优势,但这种优势随环境风速增大有所削弱。火焰蔓延至林缘后对接受体的辐射换热为其能量积累做出主要贡献,是造成辐射点燃的主要能量来源。【结论】随着接受体与林缘间距离的增大,目标物的能量积累水平迅速降低;火焰长度和环境风速则通过改变热辐射辐射换热效率和持续时间以影响辐射点燃的条件。以林缘附近枯立木作为接受体开展热辐射点燃条件的计算证实,当树冠火焰长度增至40 m,30 m以上间隔都能有效避免辐射点燃现象。如果替换成生物防火林带,该间隔则可以大大缩短。本项工作凸显生物防火林带在阻隔林火中的重要性,同时为林火阻隔系统的设计以及林区设施的保护提供特定理论指导。     

森林火灾图像几何特征提取识别的算法研究

根据野外森林环境下早期烟火的火焰特征,描述了火焰识别的-般判断方法,本研究在原判断基础上利用火焰几何特征来提高火焰判断精度的方法,提出了圆形度、矩形度、平均密度和偏心度4种算法作为火焰儿何特征的判断依据.与其它的火焰识别方法相比较,该算法在野外的复杂环境中,识别的准确性更高,抗干扰能力更强.     

森林地下火特征及防控措施

森林地下火在燃烧时观测不到火焰,传播速度较慢,燃烧时间长,难以察觉,但在燃烧过程中会产生大量颗粒物和大气污染物,严重危害生态环境和人体健康,造成严重的经济损失。结合国内外研究成果,文中阐述了森林地下火产生的原因、地下火特征及其对环境的危害,并将森林地下火防控先进技术设备与实际工作相结合,提出了构建"空中-地面-地下"多重监测系统和保障消防水源与重视火后管理的森林地下火综合防控措施,旨在为森林防火部门的地下火预防、监测、扑救等工作提供技术支持。     

大兴安岭落叶松人工林采伐迹地火灾危险等级评价研究

根据大兴安岭落叶松人工林采伐迹地的特点,采用层次分析法对其火灾危险等级进行了研究。结果表明,地形条件、可燃物状况、气象条件及人为影响是火灾发生的重要因素,其中人为活动时间、可燃物含水量、采伐迹地清理状况、伐根油脂含量为重要指标。据此建立了落叶松人工林采伐迹地火灾危险等级评定指数模型,制定了火灾危险等级评定表。参照火灾危险等级评定表,对大兴安岭落叶松人工林采伐迹地火灾危险现状及潜在火险进行评估,为制定防火决策提供依据。     

内蒙古大兴安岭森林火险等级预报模型研究

为提高森林火险等级预报的准确率和及时率,减少森林资源损失。以内蒙古大兴安岭地区为研究区域,利用遥感MODIS-NDVI数据反演可燃物的湿度指数,以气象指数、植被指数、闪电指数、湿度指数共同计算得出森林火险指数,以火险指数作为内蒙古大兴安岭地区森林火险等级预报模型的量化指标,并对火险等级进行分级,获得内蒙古大兴安岭森林火险等级预报方法。该方法结合当地的实际情况,将闪电指数引入到预报模型中,并实现了定量化估测。同时,以近几年发生在该地区重特大森林火灾为例,对该预报模型进行了验证。该方法可较好地对内蒙古大兴安岭地区森林火险等级进行定量化预报。     

竹质材料阻燃技术研究

竹质材料作为一种广泛应用的易燃材料,阻燃处理可以增强其耐火性能。文中概述了竹质材料的易燃特性和燃烧机理,总结了浸注法、表面涂覆法、化学改性法等阻燃剂处理的常用工艺,综述了磷氮系阻燃剂、磷氮硼复合系阻燃剂、树脂阻燃剂和金属氢氧化物阻燃剂的阻燃特点,并展望了竹质材料的阻燃研究方向,以期为未来竹质材料的阻燃改性研究提供参考。     

基于犹豫模糊语言的森林火灾发生风险评估

森林火灾具有分布广、频率高、不确定性强的特点,对森林火灾发生风险进行评估可以为有效防治森林火灾发生、降低损失提供参考。从气象、地形、可燃物3个维度构建森林火灾发生风险的评价指标体系,首次引入犹豫模糊语言描述,提高专家语言评价表达的灵活性。通过犹豫模糊语言混合加权集结算子对语言信息进行集结,得到某区域火灾发生风险的可能性。该方法被应用到大兴安岭森林某片过火地区,对该地区森林火灾发生风险进行评估,证明了该方法的可行性和有效性。     

西藏林芝县高山松林下可燃物资源调查与分析

通过样地调查和取样分析，分析了林芝县高山松林下各类可燃物的含水率及其资源量。认为林芝县高山松林下可燃物中，死地被物层含水量最低，资源量最大，是高山松林下可燃物的主要组成部分，加之高山松本身含脂量又高，所以高山松林内火险等级高，火灾隐患大。据此，提出了防火建议。     

昆明地区重大森林火灾火烧迹地可燃物能量分析

对昆明地区重大森林火灾迹地进行外业调查,并对其可燃物进行系统研究.结果表明:火烧迹地的地盘松幼林、光叶石栎和紫茎泽兰的可燃物绝对含水率分别为13％、11％和12％,可燃物载量分别为0.4、0.5和1.1 kg/m2,热值分别为20700、20600和19100 kJ/kg,单位面积热量分别为8280、10300和210...