大数据技术在林火预测预报中的应用初探

林火预测预报是综合气象要素、地形、可燃物的干湿程度、可燃物类型特点和火源等,对森林燃烧的危险性进行分析预测。林火因子众多,气象要素时刻在变化,可燃物类型多种多样,林火预报数据庞大,准确地进行林火预测预报面临诸多困难。利用大数据的高速、大量、准确、多样等优势能解决林火预测预报中面临的问题。对大数据技术在制作林火预测预报系统、分析火灾规律、筛选林火预报主导因子、处理林火因子等方面进行了设想,并对大数据方法在林火预测预报中的应用进行了展望。     

森林地表可燃物含水率变化机理及影响因子研究概述

森林可燃物是林火发生的物质基础和首要条件,而可燃物含水率作为森林可燃物的重要特性之一,是森林火险天气预报的重要因子,是影响林火能否发生的直接因素,准确测定森林可燃物含水率对开展林火预报工作具有重要现实意义。分别阐述森林中活可燃物和死可燃物含水率的变化机理及温度、相对湿度、风、降水、太阳辐射和地形地貌等因子对其影响机制,为进一步开展可燃物含水率预测以及数据库构建提供重要依据。     

林火研究综述(Ⅱ)——林火预测预报*

林火预测预报是综合气象要素、地形、可燃物的干湿程度、可燃物类型特点和火源等，对森林可燃物燃烧危险性进行分析预测，天气预报的准确性直接影响林火预报的准确性。林火预测预报分为火险天气预报、林火发生预报和林火行为预报。林火预测预报从20世纪20年代迄今，已有80余年的历史，在世界各国发展很快。林火预报研究中的关键问题是主要因子的选择和预报因子的测定。林火预测预报主要方法有：经验法、数学方法、物理方法、野外实验法和室内测定法等。     

森林地表死可燃物含水率预测模型研究进展

林火是影响森林生态系统的重要因子之一,林火蔓延和发展深受森林可燃物含水率的影响,尤其是林火的发生直接受地表死可燃物含水率的影响。因此,准确预测森林地表死可燃物含水率是预报森林火险和火行为的关键,加强森林死可燃物含水率预测模型研究尤为重要。从森林可燃物含水率的研究方法、研究模型及模型精度3方面综述研究现状,并对比评价现有模型。针对目前研究的诸多问题,提出5点展望:1)加强研究重点火险区野外含水率动态。利用已有的森林火险因子采集站和森林火险监测站获取不同环境因子和可燃物含水率及气象因子监测数据,构建重点火险区基于气象参数的森林可燃物含水率预测模型。2)加强森林可燃物的基础数据监测和收集。这可为全面构建森林火险等级系统奠定坚实的数据基础,同时还应建立精准的森林可燃物类型划分体系。3)加强研究可燃物含水率的空间异质性。应考虑不同影响因子下可燃物含水率动态,特别是了解小尺度内森林可燃物含水率的空间异质性,才能更准确进行林火预测预报。4)结合应用增强回归树(BRT)方法来提高模型精度。在可燃物含水率模型精度影响因子的研究中,运用BRT方法多次随机抽取一定量的数据,量化分析不同因子对模型精度的影响程度。5)结合GIS进行大尺度火险预警研究。综合应用RS和GIS技术,建立可燃物含水率的遥感反演模型,在准确模拟森林可燃物含水率空间分布的基础上,建立基于可燃物含水率的不同火险等级的预测模型。     

森林可燃物类型遥感分类研究进展

森林可燃物是林火发生及蔓延的物质基础,森林可燃物的研究是林火管理的重要基础。可燃物的空间分布是预测林火行为和森林火险等级的关键变量。介绍了国际上常用的几种用来进行森林可燃物类型划分的可燃物模型,总结了国内外利用遥感数据绘制森林可燃物类型图的方法,并对目前国内森林可燃物类型遥感分类研究中存在的问题进行分析。     

营林用火对预防森林火灾的效益

一、前言根据森林燃烧环网的原理,在同一个大的生态系统中,森林燃烧环是可燃物类型、火环境、火源条件基本相同,火行为基本相似可燃复合体。可燃物类型是森林燃烧的物质基础,它的数量变化与森林燃烧有着密切关系,所以森林防火基本任务之一旨在调节森林可燃物的数量,而营林用火则是减少可燃物积累主要技术措施;火环境是森林燃烧的重要条件,通过物候相既可掌握什么类型可燃物可以点烧,又可选择最佳点烧条件,如草甸、林缘、林内等地段可燃物类型不同,点烧时段不同;点烧方法将直接影响用火效益,因此,只要掌握上述三种要素,就可将火行为指标控制在相应的范围内,在实际操作中,采用中低强度(300～2000千瓦/     

森林可燃物分类与模型研究的现状与展望

森林可燃物是森林燃烧的物质基础,是林火管理的基本依据.文中评述了森林可燃物分类、可燃物模型及其预测研究的现状,并简述了我国森林可燃物研究存在的问题与发展趋势.     

可燃物含水率与林火行为的关系

森林可燃物是森林发生火灾的物质基础,而林中的易燃可燃物是森林火灾引火物。按照发生学的观点和森林燃烧环的产生过程,对易燃可燃物的理化性质与林火行为关系的研究是很有必要的。其中包括可燃物类型、可燃物含水率及其分解过程等。为了秦巴山区防火系统工程的需要,我们在1989年12月至1990年5月的整个防火期内,在两个完全不同的地点,对3个植被类型实施了共计2800多次的野外点火试验,其中有320次试验按照要求详细地记录了易燃可燃物含水率与林火行为之间关系的     

大兴安岭韩家园子不同可燃物类型林内外气象要素相关性的研究

一、前言森林可燃物类型是森林燃烧的基础。森林火灾的发生发展通常决定于可燃物的含水率。可燃物的含水率(特别是地表易燃物)主要受气象因子的综合影响而随着变化,而林内气象要素又受林外天气条件的影响,因此,研究林内和气象站气象要素之间的相关性,可利用气象站的天气要素观测值,即可估测可燃物类型不同可燃物的含水率。这是搞好林火预测预报,划分森林火险等级的一项基础工作。本研究在大兴安岭十八站林业局韩家园子选择了7种不同可燃物类型,在春秋防火期进行了定点观测,对林内外气象要素相关性进行了研究。     

森林可燃物含水率及其预测模型研究进展

森林可燃物是森林火灾发生的物质基础,其含水率的变化直接影响森林可燃物着火的难易程度。高效准确地模拟森林可燃物含水率动态变化的规律,对预测预报林火发生或林火行为具有重要意义。文中从可燃物含水率的影响因子、理论算法、预测模型3个方面阐述了森林可燃物含水率及其预测模型研究进展;指出了研究存在的问题;提出了可燃物含水率研究展望:加强野外定位观测研究,优化测定方法并强化野外采样和室内试验标准化工作,加强可燃物含水率时空异质性研究,加强观测尺度外推问题研究并构建含水率遥感反演模型。     

林火预测预报研究综述

介绍了国内外林火预测预报的发展简况,分析了林火预测预报因子的选择,阐述了综合气象要素、地形、可燃物的干湿程度、可燃物类型特点和火源等因素的林火预测预报方法以及我国目前采用的林火预测预报方法.     

抚顺县主要林型及地被可燃物载量的研究

森林地被可燃物是引起森林火灾的重要因素之一,为了预测预报林火发生规律、林火行为和森林火险,以抚顺县8种主要林型为研究对象,对其林内不同类型地被可燃物载量做相关分析,并研究载荷量与林分密度、林龄、坡位等因子的关系,结果表明:地被可燃物载量随林分密度和林龄增加而增大;地被可燃物载量与坡位关系密切,一般下坡载量最大,上坡载量最小。     

林火研究综述(Ⅰ)——研究热点与进展*

在危害森林的诸因子中火灾是一种最具破坏性的灾害。各林业先进国家都非常重视林火研究工作。森林防火是一门综合性的科学，其研究热点包括基础研究和应用研究。近些年林火研究涉及国家森林火险等级预报、林火控制技术、雷击火自动定位系统、遥测自动林火天气站网、火发生与火行为规律、计划烧除、火生态、可燃物燃烧过程、灭火喷洒技术、烟尘特征和扩散等。     

黑龙江省林火规律研究Ⅲ.大尺度水平林火与森林类型之间的关系研究

林火是森林生态系统中重要的生态因子.森林作为可燃物主体对林火的影响具有尺度性.虽然这种影响与尺度之间的关系研究较少,但在具体尺度上的研究却很多.在实验室小尺度上同质可燃物床层与火行为的关系可用Rothemel模型(Rothemel, 1972)来描述.在林分尺度上关于森林对林火的影响的研究,包括森林可燃物含水率的变化及其与林火发生和林火行为的关系等,国内外研究都很多.在景观斑块尺度上(GCTE 1990年定义)的研究较多,尤其是关于火作为一个扰动因子与景观格局的相互影响.在景观尺度(100km2,GCTE 1990年定义)上,特别是对景观之间的火系统(fire regime)关系研究较少.在景观以上尺度的研究国内尚未进行.介于景观和区域之间的尺度(100～10000km2)与我国的各省区内由不同森林类型形成的异质区的尺度相近.在该尺度上主要是对林火统计特征与区域可燃物、气候等属性之间的关系进行研究,采用自上而下的方法 ,注重统计规律,较少考虑自下而上的机理.它与区域尺度上的研究是进行大尺度规划,如国家火险等级区划的基础.     

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。     

北京市西山试验林场火险等级预报系统研究

在调查和分析北京市西山试验林场的气象、森林资源、人为活动和林火档案等数据基础上,运用综合指标打分法建立了1个基于气象因子、可燃物因子、地形因子、人为因子的林场火险等级预报模型.并利用VB和MapX设计实现了西山林场的火险等级预报系统.     

我国森林防火所面临的潜在危险

<正>森林火灾的发生取决于3个因素:（1）林内外可燃物;（2）合适的气象条件;（3）野外火源,这3个因素同时具备就有林火发生,缺任何一个因素林火也烧不起来。森林防火工作者的任务就是设法破坏这3个因素,使森林不具备燃烧的条件。就我国目前防治森林火灾的形势来看,依然存在着发生大火的潜在危险。1森林可燃物超载,提供了森林大火燃烧的物质基础自1987年“5·6”特大森林火灾后,由于党和政府的高度重视,在各级森防指挥部的领导下,经林区人民的共同努力,我国森林火灾得到有效控制,火灾次数、火灾面积都降了下来,多年来很少着大火。但事     

塔河林业局森林可燃物类型区划分的研究

以塔河林业局的林场为单位,根据森林资源特性的评定值来综合评定各林场的火险,而后依据各林场潜在的火险值（D）的大小,来划分各林场的森林可燃物的火险等级的高低。研究表明：森林可燃物类型区的划分也是林火预测预报的基础,只有在森林可燃物的基础上,才能使林火行为预报较为精确,为火险区域的划分提供了科学依据。     

应用线性方程确定林火强度

森林火灾作为燃烧系统,和森林可燃物的数量,含水量以及分布状态有关,也和当时的蔓延速度和可燃物的燃烧速率有关。按照不同的要素,包括初始燃烧速率,蔓延速度和地表杂草枯枝落叶层单位面积上的负荷量,以确定林火强度。火爬坡时,蔓延速度增加,火强度相应地增加;相反,下坡火的蔓延速度减缓,火强度也相应地变小。根据计算结果,林火强度不超过1×10~3千瓦/米~2是低强度,这时1立方米内的可燃物被烧掉的数量不超过3公斤,地表杂草枯枝落叶层的可燃物数量(W_0)不超过2.5公斤。即便地表可燃物保持在2.5公斤以下,蔓延速度大于3米/分时,火强度均将超过1×10~3千瓦/米~2。地被物数量大,火蔓延速度也大的林型中将产生最大的火强度,这和过去的经验是完全符合的。     

基于幂律分布的森林燃烧生物量卫星遥感估测方法

【目的】利用长时间序列卫星遥感数据产品按森林类型建立大区域燃烧生物量估测模型,并按年生成不同森林类型的燃烧生物量,为我国年林火碳排放估测提供一种新的技术手段。【方法】采用覆盖我国陆地区域的2001—2014年MODIS火产品数据(MOD14A2),按3种森林类型分析该数据产品中的火灾辐射率(FRP)分布特性,并按森林类型构建基于幂律分布的燃烧生物量估测模型,对我国2001—2014年各年林火消耗的森林生物总量进行估测;利用对数形式的概率分布函数线性回归拟合方法求解模型幂参数m;选取每年10场左右的典型森林火灾建立回归方程,修正每年的火灾持续时间d,并以年为单位估测我国不同森林类型因燃烧消耗掉的生物量;同时,利用林火排放物计算模型结合MODIS火烧迹地数据集(MCD45A1),对估测的燃烧生物量进行对比分析。【结果】阔叶林、针叶林和灌木林的FRP数据均呈幂律分布规律,在2001—2014年14年中,林火导致全国的阔叶林年消耗总生物量在0.94~1.37 Mt之间、针叶林在0.80~1.92 Mt之间、灌木林在0.37~0.53 Mt之间。通过与林火排放物计算模型对比分析发现,这2种方法的估测结果在某些年份差异显著,甚至林火排放物计算模型估测的某些年份森林燃烧生物量超过本文研究方法估测的14年总结果。相比国家统计局公布的森林火灾发生次数和森林过火面积,本文研究方法估测的结果和年际变化更符合我国森林火灾发生规律。【结论】基于长时间序列的MODIS火产品数据表明,我国阔叶林、针叶林和灌木林燃烧释放的能量具有幂律分布特性;基于该分布特性,构建按森林类型估测全国森林因燃烧消耗的年森林生物总量模型,并估测出逐年森林因燃烧消耗的森林生物总量,通过与林火排放物计算模型估测的全国同年林火消耗掉的森林生物总量进行对比,该方法比林火排放物计算模型的估测结果更准确。