1緒論

我國森林防火科研工作自20世紀如年代開始,主要進行了林火預(yù)測監(jiān)測研究、滅火戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法研究、滅火裝備研究、林火阻隔技術(shù)的研究和人才培養(yǎng)。近年來,我國不斷建立和完善森林防火體系,森林航空消防、攝影測量技術(shù)、紅外探測技術(shù)和3S技術(shù)等新型技術(shù)手段發(fā)展迅速(藏淑英,2005)。北京市歷史文化久遠,政治地位重要,經(jīng)濟發(fā)展迅速,高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)達,良好的生態(tài)文明建設(shè)極為重要(黃曉磊,2013)。近年來,北京市生態(tài)環(huán)境不斷改善,環(huán)境質(zhì)量逐步提高(周雪,2014)。但是,北京市氣溫較高,氣候干旱,旅游業(yè)發(fā)法和林區(qū)生產(chǎn)等因素,不可避免地加大了林區(qū)火源管理難度,林火發(fā)生的可能性也不斷增加(李樹枉等,2001)。目前,北京市整體森林防火狀況還達不到世界對于首都城市提出的林火災(zāi)害防控的高標準與嚴要求(徐海峰等,2005)。目前,國內(nèi)已開發(fā)的森林防火信息系統(tǒng)中,多數(shù)只滿足了一種特點功能,如監(jiān)測系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)和火災(zāi)評價系統(tǒng)等,針對性強,但不夠全面(李增祿,2010)。對于森林防火這一較為復(fù)雜的工作體系,需要對各個部分進行統(tǒng)一與協(xié)調(diào),這就要求在平臺開發(fā)前大量搜集相關(guān)資料,根據(jù)實際需要進行需求分析和可行性分析,綜合考慮平臺開發(fā)的各個環(huán)節(jié)和后續(xù)的運行、測試,使平臺的各個功能巧輔相成、協(xié)同統(tǒng)一,實現(xiàn)對整個林火生命周期的信息化管理(侯勝杰,2013)。

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2平臺分析與設(shè)計

2.1需求分析

需求分析是搭建平臺的基礎(chǔ)工作(肖泌月,2013),明確服務(wù)平臺搭建的目標,可以對實際森林防火工作需要進行整體而全面的掌握,使平臺更具可行性、科學(xué)性、邏輯性(張海藩,2003)。根據(jù)當(dāng)前搜集的北京市森林防火工作的實際需要和林業(yè)地理信息系統(tǒng)平臺開發(fā)、運行需求,本平臺主要從以下三個方面進行需求分析。作為林業(yè)領(lǐng)域的地理信息系統(tǒng)平臺,該平臺應(yīng)首先具備滿足地理信息系統(tǒng)平臺的基本管理功能;同時,還應(yīng)具備林業(yè)信息管理和森林防火特色的應(yīng)用服務(wù)功能(李春艷,2010)。通過運用平臺較為強大的空間分析能力,將疊加分析、最短路徑分析和緩沖區(qū)分析等能力與較為先進的森林防火理論、算法化及模型等結(jié)合起來,針對森林防火工作實際需要,開發(fā)出具有地理信息處理能力的應(yīng)用服務(wù)功能。

2.2設(shè)計原則

平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計是指根據(jù)軟件系統(tǒng)工程中"自上而下,逐層展開"的原則,對平臺進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(張海藩,2003)。為提高本平臺的綜合性能和效率,便于用戶的使用和平臺后期的維護、完善,本平臺運用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,各模塊間既相互獨立,又有機統(tǒng)一(馬天,2013)。平臺結(jié)構(gòu)主要分為蘭大模塊,分別為基本管理模塊、應(yīng)用服務(wù)模塊和外業(yè)數(shù)據(jù)管理與維護模塊�；竟芾砟K主要包括;文件管理、要素查詢、圖層編揖、制圖工具、地圖濱染、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、快速訪問、用戶管理、交換皮膚和幫助說明等內(nèi)容;應(yīng)用服務(wù)模塊主要包括:信息查詢、林火輔助決策、森林火險預(yù)報、林火蔓延模擬和林火損失評價內(nèi)容;外業(yè)數(shù)據(jù)管理與維護模塊主要包括;外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)的錄入、編輯和刪除,建立空間數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成外業(yè)調(diào)查點矢量團層的內(nèi)容,該模塊下步將以平板電腦PDA作為載體,通過研發(fā)一個基于Android的森林動態(tài)監(jiān)測軟件,實現(xiàn)對外業(yè)數(shù)據(jù)的采集、管理和發(fā)布等工作,進一步滿足林火相關(guān)資源的數(shù)字化和信息化管理要求。

3平臺功能實現(xiàn)方法.......22
3.1火點定位....22
3.2離火點最近消防栓查找....22
3.3最優(yōu)滅火路徑分析....23
3.4森林火險預(yù)報....24
3.5林火蔓延模擬....32
3.6林木損失評價....34
4平臺實現(xiàn)....36
4.1基本管理功能....36
4.2信息查詢功能....37
4.3林火輔助決策功能....39
4.4森林火險預(yù)報功能....46
5結(jié)論與展望....56
5.1結(jié)論....56
5.2創(chuàng)新點....56
5.3展望....57

4平臺實現(xiàn)

4.1基本管理功能

對于地圖渣染功能,進行專題圖制作與輸出,步驟如下:①在主窗體菜單有保存地圖,另存地圖,將當(dāng)前視圖保存為地圖,即可在制圖輸出中調(diào)用,在制圖工程控制器下面地圖中可以找到保存的地圖。②在菜單布局操作菜單中,提供創(chuàng)建、保存、另存及刪除布局的操作,一般應(yīng)創(chuàng)建一個新的布局。⑤在布局要素繪制菜單中,選擇加載地圖,彈出對話框選擇需要制圖輸出的地圖,確定后在圖上畫一個地圖范圍,加載地圖,也可繪制其他布局要素,如指北針、圖例、比例尺等。④在布局瀏覽菜單中,提供布局選擇,放大布局、縮小布局、漫游布局操作對布局進行相應(yīng)操作,布局選擇后,在圖上選擇布局,則鎖定布局菜單激活,點擊后,地圖瀏覽菜單激活,可對布局中的地圖進行放大、縮小和漫游的操作。⑤打印輸出,在設(shè)置好布局后,點擊打印輸出菜單,彈出此菜單包括頁面設(shè)置、打印設(shè)置和打印當(dāng)前圖,根據(jù)需求進行設(shè)畳,確定即可打印地圖了。

4.2信息查詢功能
平臺的信息查詢功能主要實現(xiàn)對北京市1999年到2006年森林火災(zāi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、森林資源小班數(shù)據(jù)和消防栓等基礎(chǔ)消防設(shè)施位置等信息的查詢。以消防栓信息查詢功能為例(見圖4-7),點擊信息查詢圖標,在查詢內(nèi)容欄中輸入所要查詢的內(nèi)容信息,點擊進行查詢圖標,便可實現(xiàn)對相關(guān)信息的查詢,相關(guān)代碼如下:平臺具備較為強大的空間分析能力,將疊置分析、最短路徑分析和緩沖區(qū)分析等能力,針對森林防火工作實際需要,開發(fā)出對火點定位、離火點最近消防栓的查找和最優(yōu)滅火路徑分析的林火輔助決策功能。
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5結(jié)論與展望

5.1結(jié)論

為了更好地服務(wù)北京市林火防控工作的開展,本平臺綜合以北京市TM遙感影像、DEM數(shù)字高程圖、2009年森林資源小班、火災(zāi)統(tǒng)計、行政區(qū)劃、道路交通、河流水系等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),結(jié)合北京市地理位置、氣象、土壤、河流和森林等自然資源及社會、經(jīng)濟情況,根據(jù)森林防火、生態(tài)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、森林資源調(diào)查評估和3S技術(shù)集成等理論及其交叉,采用微軟研發(fā)的VS2010開發(fā)平臺,運用面向?qū)ο蟮腃#開發(fā)語言,SQL數(shù)據(jù)庫和Arc犯E空間數(shù)據(jù)庫以及Arc Engine10.0嵌入式GIS組件王具庫,搭建了一個基于GIS的森林防火信息服務(wù)平臺。該平臺集林火信息獲取、信息處理與分析、信息應(yīng)用于一體,為森林防火人員提供了清晰、優(yōu)化和直觀的防火信息,提升了森林防火工作的信息化水平。(1)對平臺的開發(fā)流程與方法進行了較為全面的研究,從開展森林防火王作的實際需要出發(fā),進行合理的需求分析,根據(jù)需求分析進行平臺的總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、界面設(shè)計、功能設(shè)計和數(shù)據(jù)庫設(shè)計,選取相應(yīng)的開發(fā)平臺、架構(gòu)(模式)、語言、數(shù)據(jù)庫和工具等進行平臺開發(fā)。

5.2創(chuàng)新點

(1)傳統(tǒng)的林火防控方面的研究存在尺度大、精度低、與實際結(jié)合不夠緊密等問題,本平臺以森林資源小班調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),將各個研究均在森林小班層面上展開分析,提高了研究精度,提出了一種基于森林小班的林火防控體系研究思路,使研究更加精細化、具體化。(2)在進行林火蔓延模擬時,本研究采用一種用于指導(dǎo)森林火災(zāi)撲救的森林小班尺度的林火蔓延模擬方法,是一種基于平面多個方向的森林小森林火蔓延模型方法,從多個方向?qū)α只疬M行模擬,避免了之前只通過固定五個或者八個方向?qū)α只疬M行模擬分析的不完整性,較大程度地提高了模擬精度和效率,可較為準確地模擬分析出火點方位、蔓延方向和速度,模擬程度高,且簡單易行。該方法正申報國家發(fā)明專利,本人為主要發(fā)明人之一。

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參考文獻（略）

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本文編號：111965