信息化建設(shè)在森林防火工作中的應(yīng)用

摘 要 依據(jù)大蜀山國家森林公園特點，提供一套行之有效的信息技術(shù)手段，提升了大蜀山森林公園森林防火工作的科學化、信息化和專業(yè)化水平，同時搭建的生態(tài)監(jiān)測評價、森林公園綜合業(yè)務(wù)協(xié)同平臺，以及基于互聯(lián)網(wǎng)面向公眾的信息服務(wù)發(fā)布平臺，加強主要活動區(qū)域的森林防火工作顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞 信息化 森林防火 大蜀山森林公園

中圖分類號：S762.2文獻標識碼：A

森林火災(zāi)是森林的主要災(zāi)害之一，森林火災(zāi)不僅嚴重破壞森林資源，造成巨大經(jīng)濟損失，而且造成災(zāi)區(qū)及周邊地區(qū)環(huán)境的嚴重污染，森林防火工作在全球范圍內(nèi)都是一個難題。隨著林業(yè)信息標準化的制定，為打造全新的森林防火工作管理模式提供了良好的條件。大蜀山森林公園通過新技術(shù)突破原有的應(yīng)用瓶頸，通過規(guī)范標準實現(xiàn)信息整合與共享，進而打造貼合實戰(zhàn)要求的森林防火可視化信息操控系統(tǒng)平臺。

合肥市蜀山森林公園管理處位于合肥市玉蘭大道8號，現(xiàn)有在職職工221人，隸屬合肥市林業(yè)和園林局，為全額撥款一類事業(yè)單位，主要負責森林資源管護、森林防火、環(huán)境管理、病蟲害防治、森林旅游服務(wù)、生態(tài)環(huán)境教育宣傳等工作。

大蜀山森林公園作為國家級森林公園，其已被劃分為森林火災(zāi)高風險區(qū)，也是我市公共安全十大隱患單位。目前，來大蜀山休閑、健身的市民及游客日益增加，呈井噴態(tài)勢，日最高接待游客量近10萬人次，2018年年接待游客逾600萬人次，尤其是森林防火期（春節(jié)及清明節(jié)）大量的的市民及游客聚集景區(qū)，給景區(qū)森防工作造成極大的風險隱患。2012年，市政府又將西擴景區(qū)360公頃景觀林納入蜀山森林公園統(tǒng)一管理，使得大蜀山森林公園森林防火及安全工作進一步加大，森林防火任務(wù)更重。

1森林防火信息化建設(shè)的可行性

1.1市民高度認同，政府充分認可

目前，大蜀山森林公園的森林防火、公共安全等管理工作均為人工直接管理，信息化程度低，管理任務(wù)重，難度大，尤其是每年防火緊要期，全員參與公園的森林防火、公共安全工作。公園各項措施的實施得到了市民高度認同及政府充分認可。

1.2周邊市政設(shè)施齊全，天網(wǎng)系統(tǒng)完善

隨著城市化進程的加劇，“大湖名城創(chuàng)新高地”戰(zhàn)略的推進，大蜀山現(xiàn)已成為合肥市市區(qū)標志性森林公園，周邊市政設(shè)施齊全，環(huán)景區(qū)天網(wǎng)布局完善，但景區(qū)的信息化系統(tǒng)仍未建立，亟待完善與提高。

1.3森林防火形勢嚴峻

大蜀山國家森林公園為開放式、公益性森林公園，入園方式隨意，人為火源難以控制。年600萬人次以上游客量給公園森林防火造成巨大壓力。

森林公園現(xiàn)有的火災(zāi)防范管理，主要依靠人工監(jiān)測巡查。針對當前游客井噴式的增量，現(xiàn)有的管理手段很難適應(yīng)新的復雜局面，亟需新的技術(shù)與管理手段提升管理水平與管理效率。為保護好大蜀山現(xiàn)有森林資源安全，確保大蜀山不發(fā)生森林火災(zāi)，實施火險隱患監(jiān)控意義重大，因此，實施大蜀山森林防火信息化建設(shè)勢在必行。

2森林防火信息化建設(shè)的目標

通過信息化的建設(shè)，可以全面提高大蜀山森林公園內(nèi)森林防火的信息化水平，促進園區(qū)森林防火工作的科學化、法制化、規(guī)范化、標準化、信息化和專業(yè)化水平，做到森林防火與防火教育的有機統(tǒng)一，實現(xiàn)園區(qū)安防水平上一個新臺階。實現(xiàn)對園內(nèi)森林防火的有效監(jiān)控、林火監(jiān)測無死角，建立火災(zāi)實時報警系統(tǒng)與應(yīng)急處置系統(tǒng)，確保森林防火指揮和通信通暢，建立有效的森林防火的指揮調(diào)度體系與輔助決策體系，

（1）以業(yè)務(wù)應(yīng)用為核心，建立、改進、完善大蜀山國家森林公園森林防火可視化信息平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)公園管理處與各部門之間的信息交流及數(shù)據(jù)共享，進行信息統(tǒng)計、預測預報，實時、準確、全面地完成信息交流與發(fā)布。

通過系統(tǒng)的異構(gòu)整合，以地理信息系統(tǒng)為統(tǒng)一操作界面，實現(xiàn)林火監(jiān)測、護林員管理、調(diào)度指揮等不同信息系統(tǒng)在統(tǒng)一平臺上的一體化整合應(yīng)用。基于觸控操作的可視化體驗，大大減輕操作人員面對多系統(tǒng)操作的難度和復雜度。

（2）開發(fā)護林員管理系統(tǒng)，以“日常巡護，防火應(yīng)急”為目標。在日常管理過程中，系統(tǒng)以巡護林為主要任務(wù)，記錄護林員的日常巡護林任務(wù)。發(fā)生森林火災(zāi)后，則主要以配合撲火隊伍與前線指揮的需要，采集和上報火場實時信息，感知火場信息，實現(xiàn)聯(lián)動指揮。

（3）通過林火監(jiān)測建設(shè)，與護林員系統(tǒng)一同構(gòu)建前線感知體系，以平戰(zhàn)結(jié)合的原則，實現(xiàn)林火監(jiān)測的自動識別、報警定位、火情推送;并對進山主要進山道路及路口的入園游客人數(shù)進行監(jiān)控，通過信息亭即時發(fā)布提示信息。

（4）建設(shè)大蜀山森林防火指揮中心，規(guī)劃建設(shè)大蜀山國家森林公園通信網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)標準化的指揮中心與機房設(shè)施，為信息化管理與應(yīng)急調(diào)度提供有力支撐。

（5）開發(fā)公眾信息服務(wù)與發(fā)布系統(tǒng)，創(chuàng)新信息服務(wù)模式，實現(xiàn)大蜀山信息化管理與公眾信息交互，為后期生態(tài)保護及面向公眾的互聯(lián)網(wǎng)+應(yīng)用服務(wù)提供平臺。

3森林防火信息化建設(shè)系統(tǒng)需求分析

3.1軟件需求

通過對大蜀山森林公園森林防火信息化現(xiàn)狀的調(diào)研了解，結(jié)合大蜀山實際需求，從業(yè)務(wù)上分析主要實現(xiàn)信息化的森林防火監(jiān)測與人員管理，即通過智能識別火情，有效管控火源，有效彌補人工巡防無法到達之處，并將各類數(shù)據(jù)信息整合在統(tǒng)一的操控平臺上，實現(xiàn)可視化的信息查詢與應(yīng)急處置;并為廣大市民提供生態(tài)保護、健康保健、應(yīng)急疏散等信息服務(wù)。

從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上分析主要實現(xiàn)四個過程的保障：前端感知數(shù)據(jù)采集、智能分析及實時報警、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享應(yīng)用和護林員日常管理的數(shù)據(jù)支撐。

從功能上分析主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的建庫，以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)實現(xiàn)GIS平臺的架構(gòu)，并以此構(gòu)建森林防火及其他業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng);GIS平臺的建設(shè)不僅要滿足森林防火指揮系統(tǒng)的需要，更要為“數(shù)字大蜀山”的建設(shè)提供統(tǒng)一共享的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，實現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一展示，實現(xiàn)一體化的數(shù)據(jù)管理。

災(zāi)前的火情感知，不僅需要關(guān)注“火”的態(tài)勢，也要關(guān)注“人”的行為。利用先進的技術(shù)手段及時獲得火情信息的同時，加強人員的管理與監(jiān)控，防患于未然。

3.2硬件需求

大蜀山森林公園森林防火信息化項目硬件包含：前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸、機房及指揮中心建設(shè)等三個部分組成。

前端設(shè)備：主要針對火源、火情、公共安全三個維度實時監(jiān)控，要求火情監(jiān)測無盲點，信息亭作為面向公眾服務(wù);

網(wǎng)絡(luò)傳輸：前線感知系統(tǒng)通過運營商專網(wǎng)與指揮中心相連，前線感知系統(tǒng)須滿足合肥“天網(wǎng)工程”接入標準;信息亭通過運營商4G網(wǎng)絡(luò)與指揮中心及信息發(fā)布終端相連;機房與外網(wǎng)連通，與市局對接林火監(jiān)測實時圖像，便于領(lǐng)導掌控全局。

4森林防火信息化建設(shè)內(nèi)容

4.1基于移動終端實現(xiàn)一體化的系統(tǒng)應(yīng)用

現(xiàn)在信息系統(tǒng)的應(yīng)用載體已經(jīng)不僅僅局限于電腦或筆記本。更多的智能終端可以承擔數(shù)據(jù)的接收與處理能力，這也為火場一線與指揮中心的數(shù)據(jù)交互，進而實現(xiàn)信息系統(tǒng)有效的支撐前線提供了條件。這種應(yīng)用層級與架構(gòu)上的改變，也要求我們在系統(tǒng)設(shè)計上做出相應(yīng)的改變：在數(shù)據(jù)集中且通信保障的前提下，將更多的分析、運算、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用服務(wù)應(yīng)用部署在指揮中心后端，構(gòu)建全局的信息門戶與應(yīng)用服務(wù)的“云端”;針對個人或局部的應(yīng)用，提供更加細小的“功能顆粒”，將其部署在手機、PDA、車載模塊等載體上。力求做到功能單一、有效、簡便。

4.2林火紅外智能識別

林火監(jiān)測系統(tǒng)具有直觀、信息量大、覆蓋范圍廣、實時性好的特點，在森林防火及安全防護監(jiān)管中都發(fā)揮重要角色。紅外與可見光兩個不同波段監(jiān)控視頻在晴天、霧天、雨天，有無遮擋物等不同環(huán)境條件下，對監(jiān)控目標有不同的響應(yīng)特征。

紅外智能識別一體機實現(xiàn)對林火準確識別：結(jié)合兩個波段監(jiān)控視頻，在不同環(huán)境下視頻質(zhì)量方面可以相互取長補短，為林火監(jiān)控獲得更高的識別率。

結(jié)合林區(qū)實際情況，對紅外通道與可見光通道的林火識別算法分別進行優(yōu)化，可進一步提高對林火的檢測識別準確率，同時對兩個通道信號探測特征，結(jié)合環(huán)境變化情況，提供符合當?shù)丨h(huán)境與氣象變化規(guī)律的判別算法，可進一步排除誤報。

4.3信息技術(shù)與裝備結(jié)合

眾所周知，森林火災(zāi)大部分是由人為因素造成。在開展森林防火工作時，對于人群的管理至關(guān)重要。我們在系統(tǒng)設(shè)計時，一方面要對游人的行為實施監(jiān)控管理，另一方面要加強對巡山護林工作人員的管理。

（1）視頻監(jiān)控的設(shè)計、分布不僅要考慮森林火災(zāi)的形態(tài)特點，同時要考慮到人群活動與行為;

（2）利用視頻紅外智能識別手段，不僅能識別報警煙火信息，同時對景區(qū)特定區(qū)域進出人員進行數(shù)量統(tǒng)計。尤其是前期的視頻監(jiān)控建設(shè)主要作用就是針對人流道路、寺廟香火等，應(yīng)將視頻系統(tǒng)統(tǒng)一管理后實施紅外智能識別。

（3）通過為護林人員配備護林員管理終端，實現(xiàn)森林防火巡護信息化管理，及時上報火情，可以大大降低火情風險。

5效益分析

5.1生態(tài)效益

信息化在森林防火應(yīng)用后，可有效的提高森林防火的綜合控制能力，最大限度地減少森林火災(zāi)的發(fā)生和森林火災(zāi)的損失，使現(xiàn)有森林資源得到有效保護，持續(xù)發(fā)揮森林凈化空氣、固碳制氧、調(diào)節(jié)氣候、提供公眾棲息、維護生物多樣性等多種生態(tài)功能。

5.2社會效益

大蜀山作為我市乃至全國主城區(qū)內(nèi)唯一一座國家級森林公園，為我市森林城市建設(shè)，生態(tài)環(huán)境改善發(fā)揮著積極的作用。由于所處特殊的地理位置，其生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱，一旦遭遇大的森林火災(zāi)破壞，在幾十年甚至百年內(nèi)極難恢復，必將關(guān)系到本地區(qū)的生態(tài)安全。項目建成后，對維護森林景觀、社區(qū)穩(wěn)定、群眾生產(chǎn)生活安全以及促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

5.3經(jīng)濟效益

信息化在森林防火應(yīng)用后的經(jīng)濟效益，主要以減少森林資源災(zāi)害的損失、保證森林資源安全、保護好生態(tài)建設(shè)成果的形式來體現(xiàn)，經(jīng)濟效益融于生態(tài)效益和社會效益之中。

作者簡介：韓久同（1962.3-），男，漢，安徽霍邱人，安徽林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，教授，研究方向：森林資源保護。

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