1緒論

我國(guó)森林防火科研工作自20世紀(jì)如年代開(kāi)始,主要進(jìn)行了林火預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)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(lái),我國(guó)不斷建立和完善森林防火體系,森林航空消防、攝影測(cè)量技術(shù)、紅外探測(cè)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(yuǎn),政治地位重要,經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),良好的生態(tài)文明建設(shè)極為重要(黃曉磊,2013)。近年來(lái),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(shù)枉等,2001)。目前,北京市整體森林防火狀況還達(dá)不到世界對(duì)于首都城市提出的林火災(zāi)害防控的高標(biāo)準(zhǔn)與嚴(yán)要求(徐海峰等,2005)。目前,國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)的森林防火信息系統(tǒng)中,多數(shù)只滿足了一種特點(diǎn)功能,如監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)和火災(zāi)評(píng)價(jià)系統(tǒng)等,針對(duì)性強(qiáng),但不夠全面(李增祿,2010)。對(duì)于森林防火這一較為復(fù)雜的工作體系,需要對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行統(tǒng)一與協(xié)調(diào),這就要求在平臺(tái)開(kāi)發(fā)前大量搜集相關(guān)資料,根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行需求分析和可行性分析,綜合考慮平臺(tái)開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)和后續(xù)的運(yùn)行、測(cè)試,使平臺(tái)的各個(gè)功能巧輔相成、協(xié)同統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)林火生命周期的信息化管理(侯勝杰,2013)。

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2平臺(tái)分析與設(shè)計(jì)

2.1需求分析

需求分析是搭建平臺(tái)的基礎(chǔ)工作(肖泌月,2013),明確服務(wù)平臺(tái)搭建的目標(biāo),可以對(duì)實(shí)際森林防火工作需要進(jìn)行整體而全面的掌握,使平臺(tái)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(shí)際需要和林業(yè)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行需求,本平臺(tái)主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行需求分析。作為林業(yè)領(lǐng)域的地理信息系統(tǒng)平臺(tái),該平臺(tái)應(yīng)首先具備滿足地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的基本管理功能;同時(shí),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(guò)運(yùn)用平臺(tái)較為強(qiáng)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(jìn)的森林防火理論、算法化及模型等結(jié)合起來(lái),針對(duì)森林防火工作實(shí)際需要,開(kāi)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(jì)原則

平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指根據(jù)軟件系統(tǒng)工程中"自上而下,逐層展開(kāi)"的原則,對(duì)平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)(張海藩,2003)。為提高本平臺(tái)的綜合性能和效率,便于用戶(hù)的使用和平臺(tái)后期的維護(hù)、完善,本平臺(tái)運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,各模塊間既相互獨(dú)立,又有機(jī)統(tǒng)一(馬天,2013)。平臺(tái)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(hù)模塊�；竟芾砟K主要包括;文件管理、要素查詢(xún)、圖層編揖、制圖工具、地圖濱染、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、快速訪問(wèn)、用戶(hù)管理、交換皮膚和幫助說(shuō)明等內(nèi)容;應(yīng)用服務(wù)模塊主要包括:信息查詢(xún)、林火輔助決策、森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)、林火蔓延模擬和林火損失評(píng)價(jià)內(nèi)容;外業(yè)數(shù)據(jù)管理與維護(hù)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(kù)動(dòng)態(tài)生成外業(yè)調(diào)查點(diǎn)矢量團(tuán)層的內(nèi)容,該模塊下步將以平板電腦PDA作為載體,通過(guò)研發(fā)一個(gè)基于Android的森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)的采集、管理和發(fā)布等工作,進(jìn)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(tái)功能實(shí)現(xiàn)方法.......22
3.1火點(diǎn)定位....22
3.2離火點(diǎn)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(xiǎn)預(yù)報(bào)....24
3.5林火蔓延模擬....32
3.6林木損失評(píng)價(jià)....34
4平臺(tái)實(shí)現(xiàn)....36
4.1基本管理功能....36
4.2信息查詢(xún)功能....37
4.3林火輔助決策功能....39
4.4森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)功能....46
5結(jié)論與展望....56
5.1結(jié)論....56
5.2創(chuàng)新點(diǎn)....56
5.3展望....57

4平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

4.1基本管理功能

對(duì)于地圖渣染功能,進(jìn)行專(zhuān)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(gè)新的布局。⑤在布局要素繪制菜單中,選擇加載地圖,彈出對(duì)話框選擇需要制圖輸出的地圖,確定后在圖上畫(huà)一個(gè)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(duì)布局進(jìn)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(diǎn)擊后,地圖瀏覽菜單激活,可對(duì)布局中的地圖進(jìn)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(diǎn)擊打印輸出菜單,彈出此菜單包括頁(yè)面設(shè)置、打印設(shè)置和打印當(dāng)前圖,根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)畳,確定即可打印地圖了。

4.2信息查詢(xún)功能
平臺(tái)的信息查詢(xún)功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)北京市1999年到2006年森林火災(zāi)統(tǒng)計(jì)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(xún)。以消防栓信息查詢(xún)功能為例(見(jiàn)圖4-7),點(diǎn)擊信息查詢(xún)圖標(biāo),在查詢(xún)內(nèi)容欄中輸入所要查詢(xún)的內(nèi)容信息,點(diǎn)擊進(jìn)行查詢(xún)圖標(biāo),便可實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)信息的查詢(xún),相關(guān)代碼如下:平臺(tái)具備較為強(qiáng)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(duì)森林防火工作實(shí)際需要,開(kāi)發(fā)出對(duì)火點(diǎn)定位、離火點(diǎn)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(kāi)展,本平臺(tái)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(jì)、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(huì)、經(jīng)濟(jì)情況,根據(jù)森林防火、生態(tài)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、森林資源調(diào)查評(píng)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(kāi)發(fā)平臺(tái),運(yùn)用面向?qū)ο蟮腃#開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,SQL數(shù)據(jù)庫(kù)和Arc犯E空間數(shù)據(jù)庫(kù)以及Arc Engine10.0嵌入式GIS組件王具庫(kù),搭建了一個(gè)基于GIS的森林防火信息服務(wù)平臺(tái)。該平臺(tái)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(duì)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)流程與方法進(jìn)行了較為全面的研究,從開(kāi)展森林防火王作的實(shí)際需要出發(fā),進(jìn)行合理的需求分析,根據(jù)需求分析進(jìn)行平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),選取相應(yīng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)、架構(gòu)(模式)、語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)和工具等進(jìn)行平臺(tái)開(kāi)發(fā)。

5.2創(chuàng)新點(diǎn)

(1)傳統(tǒng)的林火防控方面的研究存在尺度大、精度低、與實(shí)際結(jié)合不夠緊密等問(wèn)題,本平臺(tái)以森林資源小班調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),將各個(gè)研究均在森林小班層面上展開(kāi)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(xì)化、具體化。(2)在進(jìn)行林火蔓延模擬時(shí),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(gè)方向的森林小森林火蔓延模型方法,從多個(gè)方向?qū)α只疬M(jìn)行模擬,避免了之前只通過(guò)固定五個(gè)或者八個(gè)方向?qū)α只疬M(jìn)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(zhǔn)確地模擬分析出火點(diǎn)方位、蔓延方向和速度,模擬程度高,且簡(jiǎn)單易行。該方法正申報(bào)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利,本人為主要發(fā)明人之一。

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參考文獻(xiàn)（略）

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本文編號(hào)：111965