基于ArcGIS Engine的森林防火与应急决策支持系统设计与实现

为了解决预测森林火灾以及森林火灾发生之后的人员及设备的合理调度问题,基于ArcGIS Engine构建森林防火与应急决策支持系统。在此系统平台上,在没有发生火灾的情况下利用AHP法结合火险天气等级进行预测预报、设置最佳观测站位置等,在火灾发生时利用GPS对火点进行精确定位,并将接收到的数据在三维场景中进行动态火势模拟,实时观测火势蔓延态势。此外,将王正非林火蔓延模型进行优化,以便更准确地模拟林火的蔓延,当火灾发生后可进行统计分析并进行损失评估。结果表明,采用王正非林火蔓延模型结合ArcGIS Engine三维分析,对森林火灾蔓延态势的掌握达到了较高的准确度。     

草甘膦在森林防火道维修中的应用

防火道的作用主要是将大面积的森林分割成若干小块,以阻止森林火灾发生时火势的蔓延,进而更好地保护森林资源。草甘膦在森林防火道的维修中有着良好的使用效果,就此将对其进行介绍,并指出草甘膦在森林火道维修中的作业时间、使用方法和注意事项等。     

基于多智能体的森林火灾蔓延模拟

从多智能体的角度来研究森林火灾的蔓延模拟,提出一个整合了地形、风因子、树种因子、以及树木水平分布因子的多智能体模型。在该模型中林火的燃烧蔓延和高程、风速、风向、树种紧密相连。应用该模型可以实现在特定条件下的林火蔓延模拟,预测林火发展趋势。基于多智能体的森林火灾蔓延模拟模型,借助美国西北大学的多智能体建模软件NetLogo开发完成。可以实行研究区域的高程数据读取,树种可燃性因子读取,设置风速风向,森林密度,可视化模拟林火蔓延趋势等功能。     

渗透理论在森林火灾模拟系统中的仿真研究

为了研究林火行为对林火决策的重要性和林火的时空特性,主要利用渗透理论建立森林火灾的蔓延模型,通过该模型来模拟森林火灾的动向,仿真森林树木的分布情况和林火蔓延情况。仿真实验结果表明,提出的模型初步反映了森林火灾随林木分布密度不同而呈现不同蔓延情况的规律。同时,对风速、风向、地形等其他因素对火灾蔓延的影响进行了分析,并简单介绍了森林火灾蔓延的改进模型。图6表1参10     

森林防火救援队伍建设研究

森林资源是一种重要的资源,尤其对我国的来说其重要程度不言而喻,森林资源不仅有效的扼制了我国水土流失的现象,还在调节气候方面发挥重要作用,具有较高的生态价值和经济价值。在森林中一旦发生火灾,火灾会快速蔓延,如未得到有效的控制,将带来严重的损失,因此加强森林防火救援队伍建设至关重要,森林防火救援队伍作为防范森林火灾和保护森林资源的重要队伍,在发生森林火灾时能及时控制火势,保护人民生命及财产安全,能够最大限度的降低森林火灾的发生的概率及损失。     

大兴安岭呼中林区林火蔓延三维模拟

综合国内外林火蔓延相关研究,结合大兴安岭呼中林区的实际情况,选择Rothermel蔓延模型为林火蔓模拟模型,采用微软的Visual Studio 2010做为开发工具,OpenSceneGraph 3.0作为三维渲染引擎完成一款林火蔓延模拟软件(3DVFS)的开发.采用的林火蔓延算法是计算效率比较高的最短传播时间算法.林火蔓延模拟中综合考虑风、地形、可燃物类型等因素对林火蔓延的影响.林火模拟结果表明:3DVFS可以反映森林火灾的蔓延规律,进一步完善后可能为林火行为研究工作、森林防火扑火工作等起到一定的指导作用.     

基于王正非模型与Rothermel模型的林火模拟比对

王正非模型和Rothermel模型是当前森林火灾模拟最常用的两个模型,为定量比较两个模型对于林火蔓延的适用情况,运用林火蔓延模型且综合考虑火场地形、气象及可燃物类型等因子,基于ArcEngine,最终实现不同模型下森林火灾的二维模拟。模拟结果表明:在地形、风速条件一定的情况下,王正非模型的拟合情况较接近于真实火灾模拟情况,通过与真实火灾情况的拟合校正对模型修正后的王正非模型拟合度可达0.94;此外经多次模拟发现,在地形条件一定的情况下,随着蔓延初始速度的增大,蔓延面积也相应的增加;不同的风速形成的火场面积不同,随着风速的增大,蔓延面积也相应增加。     

热林中心边境生物防火林带的营造与管理

生物防火林带与传统的放火线相比,不仅能发挥良好的防火功能,还能发挥涵养水源和水土保持的作用。当森林火灾的发生时,生物防火林带能起到阻隔地表火蔓延,拦截飞火,减弱火势,切断火源,为人工扑救赢得宝贵时间。热林中心林区与越南接壤53.6km,因此营建高质量、高标准的生物防火林带对边境一带林区安全显得尤为重要。     

林火监测与预警在森林防灭火中的运用

森林火灾一旦发生,所带来的危害是巨大的,影响是深远的。因为森林火灾蔓延迅速,受到风力、风向、山形、地势等因素的影响,使得火势不易控制。在国内外所发生的多起森林火灾中,林火造成的损失非常大,在灾后植被的恢复阶段也需要投入较多的人力、物力以及财力,这就使得我们必须要加以重视。要想使得森林防灭火工作开展的质量水平得到提升,就要切实开展林火监测与预警工作,实现对林火的科学精准预警以及高效灭火。本文在接下来将会对此展开分析,探讨了当前概况,提出了一些措施建议,以供参考。     

基于多智能体的森林病虫害蔓延模拟研究

在分析多智能体建模仿真方法的基础上,提出了一种研究森林病虫害空间预测的新方法——基于多智能体的森林病虫害的蔓延模拟方法,对这种方法进行了可行性分析,介绍了多智能体模型的构建方式和实现平台,并指出该方法的发展趋势。     

全球变暖背景下的森林火灾防控策略探讨

在总结世界森林火灾形势的基础上,探讨了气候变暖与林火频发之间的密切关系;基于全球变暖趋势的分析,提出了深化林火发生机理研究、大力开展森林防火技术培训、加强森林火险预测预报、注重扑火安全和加强国际合作等气候变化下的森林火灾防控策略,对于指导人类应对气候变化和防控森林火灾具有非常重要的意义。     

基于LBP和稀疏表示的林火烟雾图像识别研究

为了实现森林火灾的智能识别,提出一种基于局部二值模式和稀疏表示的林火烟雾自动识别方法.选取森林火灾烟雾视频和干扰视频,经运动区域检测提取疑似林火烟雾图像样本.首先对疑似林火烟雾样本图像采用不同的LBP算子进行纹理特征提取,然后选取350幅林火烟雾样本构建林火烟雾特征字典,另外选取343幅林火烟雾图像样本和331幅干扰图像样本进行测试,对每个测试样本利用11最小化范数计算其在训练字典上的稀疏表示系数和重构误差,最后根据经验阈值进行分类识别.结果表明,LBP特征提取结合稀疏表示方法可以有效地实现林火烟雾的自动识别,识别率可达92.88％,为林火烟雾的模式识别提供了一种有效的解决方案.     

基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统的研究

该文在探讨森林起火因素的基础上,构建了一种基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾实时监测系统.该系统给出了森林火灾无线传感器网络监测系统的体系结构,重点设计了基于CC2430芯片的网络节点硬件电路,详尽地讨论了网络的数据传输流程;该系统能够监测林区温湿度等相关环境参数的变化,为有关部门采取相应的防火或灭火措施提供决策依据.      

基于Web Service的PDA林火监测应用技术研究

信息交流不畅与共享困难是我国森林防火监测与预警工作面临的主要问题。该文将Web Service技术应用于PDA林火监测,提出了基于SOA的林火监测系统结构,并对系统中服务端与PDA客户端的Web Service结构布局与运行机制进行了分析与描述,设计开发了Web Service的PDA客户端调用引擎,最后以北京市森林防火扑救指挥系统为基础建立了一个PDA端的火险等级与气象查询服务实例。结果表明基于Web Service的PDA林火监测可有效利用现有防火决策信息服务,实现信息的实时交互与共享,提高林火监测水平。      

基于分数阶微分视频融合的森林烟火检测算法

森林火灾检测是国内外林业应用研究的重要课题之一。及时准确地检测到森林火灾,对于森林健康及环境安全意义重大。现有的利用视频技术检测森林火灾的方法大多针对单一波段,如可见光波段或红外波段的视频信息进行分析,然而在实际应用过程中,由于森林环境复杂,基于单一波段视频信息检测火灾的结果欠佳。现阶段,基于多个波段的森林火灾检测方法非常少。本文综合利用红外及可见光视频特征,提出了一种基于分数阶微分视频融合的森林烟火检测算法,将分数阶微分理论引入红外视频和可见光视频融合中,利用分数阶微分算子对两个波段视频进行融合,然后利用背景去除法检测融合视频中的异常帧,且对异常帧图像及其与背景帧的差分图像分别进行图像分割,最终得到检测出的森林烟火区域。采用空间频率、平均梯度、森林火灾检测准确率和森林火灾检测时间误差度4个测度对本文算法和基于区域能量融合算法、基于窗口方差融合算法、基于HSI变换融合算法进行定量分析和比较。结果表明,本文算法的融合视频的融合效果最佳,并且森林火灾检测准确率和森林火灾检测时间误差均明显优于其他3种算法,说明本文提出的算法具有较好的有效性和准确性,为森林火灾检测提供了有利的新途径。      

基于GIS和RS的森林火险预测研究

采用遥感技术和地理信息系统,结合传统的森林火险预测理论,对林业基础数据进行获取和处理,运用合适的数学模型和方法,分析火险预测的理论框架,并结合广州市森林防火的具体情况,建立区域森林火险预测系统,为广州市森林防火服务。     

基于GIS的森林消防水资源空间区域分布优化配置研究

采用GIS空间分析技术,首先在森林火险等级的基础上,将道路网络作为关键要素,以时间作为道路的代价,确定每个消防供水设施点的服务范围,分析防火水资源空间分布现状。然后应用DEM模型,对不能满足森林防火需求的区域,提出改进方案,采用面积占优网格模型,以最大覆盖高火险森林区域面积为目标,建立评价模型,对广州市白云区森林防火水资源分布进行整体优化。实践表明在投入很小,仅新增几个供水设施点的情况下就能极大满足森林防火需求,提高森林防火水资源合理配置水平,对预防森林火灾及森林火灾的有效扑救具有重要的意义。     

基于图像的嵌入式森林火灾监控系统研究与设计

针对目前我国森林防火远程监控中存在的不足,提出了一种基于嵌入式处理平台的森林火灾监控系统,对系统硬件设计和林火图像识别算法两个方面做了详细论述.系统以嵌入式微处理器作为现场控制器的主控单元,现场控制器通过串口与CCD摄像机进行实时通信,获取监测区域的图像信息,对获取的图像信息进行林火识别,若系统判断有林火发生,则将火情信息通过无线网络传送给监控中心,从而达到第一时间发现森林火灾的目的.通过在林区现场进行的试验表明,该系统能够克服工作环境的干扰,且具有响应速度快、识别率高以及监控区域广等特点.     

林火蔓延模型模拟空间精度评价研究

在林火蔓延模拟过程中,为技术基础林火蔓延模型模拟空间精度评价是一个十分重要的问题。以林火蔓延模拟、地理信息系统和计算机图形学为技术基础,以林火蔓延的边界位置、面积和轮廓形状为主要指标,提出了一套林火模型模拟空间精度的评价方案,并通过模拟实验验证了该方案的可行性。结果表明,这一方案可以满足林火蔓延模型模拟空间精度评价的需要,为多模型林火蔓延模拟中模型的选择提供了依据。