森林是陸地生態系統的主體,是人類生存發展的根基,在調節氣候、涵養水源、防風固沙、保持水土、維護生物多樣性等方面具有重要的生態功能,被譽為“地球之肺”。森林火災突發性強、破壞性大、危險性高,是全球發生最頻繁、處置最困難、危害最嚴重的自然災害之一,是生態文明建設成果和森林資源安全的最大威脅,甚至引發生態災難和社會危機。
近年來,隨著氣候變暖和極端天氣增多,全球進入了森林火災的高發期。我國也仍將長期處于森林火災的易發期和高危期,森林防火形勢極其嚴峻。為了積極應對嚴峻的森林防火形勢,切實解決森林防火中存在的突出問題,需要加快研究和搭建智能化的森林防火系統,實現森林防火的動態管理。
智能化監測為防火提供技術支撐
隨著信息技術的發展,通過智能化的技術實現森林防火的監測是預防森林火災的有效手段,常見的森林防火監測技術包括地面視頻監控、衛星遙感監測、無人機巡航監測、人工巡護監測等。
衛星遙感監測:利用極軌氣象衛星、陸地資源衛星、地球靜止衛星、低軌衛星探測林火,能夠發現熱點,監測火場蔓延的情況,及時提供火場信息,用遙感手段制作森林火險預報,用衛星數字資料估算過火面積。它探測范圍廣,搜集數據快,能得到反映火災動態變化的連續性資料,而且收集資料不受地形條件的影響,影像真切。
無人機巡航:利用成熟的無人機技術、數據實時傳輸技術、多傳感器成像技術、智能化圖像處理技術、飛行平臺空中管理技術,實現無人機巡航監測森林火災,具有機動性強、靈活度高、監測范圍廣的優勢,且操作簡單,使用成本低,可全天候隨時執行火警偵察和巡護任務。對車、人無法到達地帶的資源環境監測方面具有獨特的優勢。
人工巡護監測:利用巡護人員,結合移動端設備,實現森林防火重點區域的人工巡護,可隨時進行森林火災的巡護,并及時記錄遇到的情況,尤其應用在重點林區的防火重點時段。同時也可以對來往人員及車輛、野外生產和生活用火進行檢查和監督。
構建災前、災中、災后一體化的森林防火體系
系統以前端衛星遙感、視頻監控、飛機巡航、地面巡護和高山瞭望等設施設備進行森林防火數據采集,通過網絡傳輸將森林防火數據實時傳送到系統中來,按照“互聯網+”信息化規劃部署為基礎,利用遙感、無人機、物聯網、移動互聯網等技術推動信息化與防火監控和應急管理的深度融合,以信息化標準和安全體系為保障,以數據庫為樞紐,以業務流程為主線,以資源綜合應用支撐平臺為支撐環境,構建多級互聯互通、數據共享、應用協同的災前、災中、災后一體化的森林防火體系。
實現森林防火工作動態管理:以電子地圖為基礎,實現地圖基本操作功能,通過各類空間操作和分析方法,采用二三維電子地圖查看山形地勢,實現對森林火災的分析預報及森林防火工作的動態管理,為防火提供直觀的規劃和決策支持。
實時監控森林火災全過程:依托通信網絡,整合圖像信息資源,形成協調有序、反應快速、指揮暢通的應急指揮。通過集中管理、分散存儲,實現視頻圖像信息的網絡化和一體化,實現圖像信息共享和實時查詢,充分滿足業務需求。
應急指揮與輔助決策:綜合運用RS、GIS、GPS等技術,在基礎空間數據庫、林業基礎數據庫和防火數據庫的支持下,通過資源查詢、火勢態勢預測模擬、撲火路線分析和態勢標繪等功能,實現森林火災撲救指揮,全面提高森林防火管理現代化水平,為科學決策提供依據,為降低火災損失提供技術支撐。
災后損失評估:結合資源小班信息,對林火后的損失情況進行評估和整理,形成初步的災后評估值,供決策部門參考使用,包括火點緩沖區評估、手動繪制范圍評估以及外部GPS數據導入評估等功能。
科學預測 精準防控
森林防火輔助決策支持系統可為森林火險預警提供科學依據,提示危機、化解風險、規范用火行為、防范火災發生。同時,還可為領導進行決策指揮提供基礎的信息和技術支撐保障,輔助進行撲火指揮和災后評估,從而有助于及時、快速、準確地完成撲火救援,并盡快掌握火災經濟損失情況。
系統可對儲備庫、防火設施、隔離帶等防火相關信息進行統一管理,并將信息空間化,通過建立關聯數據模型提供數據支撐。同時,基于三維技術利用高分辨航空影像和DEM高程數據構建真實的三維場景電子沙盤,可以讓所有森林防火資源信息一覽無遺;可以實現多方式的火災定位和燃燒模擬,可以迅速找出火災處于不同燃燒時間內的各類防火設施、防護設施、取水點等,通過形成防火“一張圖”,為相關決策提供科學依據;可方便地集成視頻監控設備,并接入控制模塊對視頻監控設備進行實時控制。同時,還可以和其他已建成系統、上級指揮中心等進行深度集成和對接。
結束語
森林防火是生態文明建設的安全保障,是森林資源保護的首要任務,是國家應急管理的重要內容,事關人民群眾生命財產和森林資源安全,事關“山水林田湖草生命共同體”安全,事關國土生態安全。森林防火輔助決策支持系統的建立,可實現災前、災中、災后全方位、一體化的管控和決策輔助,有效減少森林火災的發生,并提高森林火災應急指揮效率。