信息化視域下森林防火體系構建研究

王進發(fā)

[摘 要] 安全性課題一直是社會研究的重點和難點，而近年來計算機技術、網絡傳輸技術、圖像處理技術等的發(fā)展和突破給森林防火體系的構建和完善帶來了新的契機。基于此，本文重點探討信息化視域下森林防火體系構建的必要性、體系構建的關鍵技術、如何進行構建。

[摘 要] 森林防火;信息化;體系建設

[中圖分類號] S762 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）23-81-2

1 森林防火體系構建的必要性

第一，森林火災事關廣大人民群眾的生命財產安全，而且近年來森林火災事故頻發(fā)暴露了我國部分地區(qū)森林防火體系仍然存在問題。所以，以信息技術發(fā)展為契機，建立完善科學的防火體系有著重要的價值和現實意義。相關統(tǒng)計資料顯示，目前全球每年火災發(fā)生次數超過22萬次，其火災波及面積高達1 000萬hm2，占森林總面積的0.15%以上。同時，森林火災作為重大的安全事故，與其他社會性問題有著密切的關系。例如，近20年來全球變暖問題備受關注，相關研究表明，全球變暖會導致森林火災發(fā)生率提高。所以，建立完善、科學的防火體系不僅有利于保障人民群眾的生命財產安全，更有助于解決其他社會問題[1]。

第二，基于信息化的森林防火體系建立是林業(yè)信息化建設的重要內容和方向。2009年，國家林業(yè)局正式頒布《全國林業(yè)信息化建設綱要（2008—2020年）》。綱要指出，在信息技術等技術的支撐下逐步建立互通共享、高效便捷、科學完善的林業(yè)信息化體系。目前，隨著林業(yè)信息化體系建設的不斷深入，我國大部分地區(qū)林業(yè)得到了長足的發(fā)展。森林防火作為林業(yè)工作中的重點，其理應成為林業(yè)信息化建設的主要內容。而近年來，計算機技術、網絡通信技術等的發(fā)展給林業(yè)信息化體系建設帶來了新的思路，所以森林防火相關單位和人員應抓住這一機會，將森林防火工作與信息化建設進行有機結合，切實完善現有的體系。

第三，基于信息化的森林防火體系建設是促進我國防火工作平衡開展的重要手段。由于歷史原因和地理條件等的限制，目前我國地區(qū)發(fā)展不平衡的現象仍然存在。在此基礎上，各個區(qū)域的森林防火水平呈現出良莠不齊的現狀。而信息化技術帶來的信息傳輸、信息共享等便利不僅可以為較為落后地區(qū)帶來先進的技術，可以從體系構建角度提高此類區(qū)域的防火水平，而且信息化技術可以為全國防火體系整體構建提供技術支撐，可以進一步加快林業(yè)體系一體化建設的步伐。

2 森林防火體系構建的關鍵性技術

2.1 地理信息系統(tǒng)技術

地理信息系統(tǒng)技術簡稱GIS，其作為一種實時性強、準確性高的空間信息技術已被廣泛地應用于各類社會服務。地理信息系統(tǒng)技術主要包括如下方面：①數字化技術，即將不同的地理信息抽象成為具體的數字或相關表示，在森林防火體系構建中相關人員可以利用該技術對森林防火區(qū)域進行有目的性的建模，進而為后續(xù)的工作奠定基礎[2];②空間分析技術，指對區(qū)域內的地理數據進行總體分析，其中包括數據處理、空間維度測量等;③可視化技術，指的是通過數字、圖標等可視化形式對區(qū)域內的地理信息進行展示。目前，地理信息系統(tǒng)已經相當成熟，其在森林防火中的應用效果極好。例如，在森林火災撲救過程中，地理信息系統(tǒng)可以高精度地為撲火人員提供數據支持和具體策略。

2.2 遙感技術

遙感技術起步于20世紀60年代初期，其基本原理是基于電磁波等理論，并通過相關傳感器等設備對特定地理空間區(qū)域進行信息收集、處理等操作。相較于其他同類技術，遙感技術有如下優(yōu)點。一是遙感技術的探測范圍較廣，如一般航攝飛機的探測范圍約為10 km，而遙感衛(wèi)星可探測范圍在3萬km以上，所以對于部分大型林區(qū)，基于遙感技術進行地理空間信息探測有一定的必要性。二是遙感技術受地理條件的限制較少，即其結果不會受到環(huán)境因素的影響。作為陸地面積第三的國家，我國不同林區(qū)的地理環(huán)境差別較大，所以通過遙感技術進行信息建模可以一定程度上提高技術的泛化能力。三是遙感技術的信息獲取周期較短，可以充分滿足森林防火體系建設對時效性的要求。

2.3 全球定位系統(tǒng)技術

全球定位系統(tǒng)技術簡稱GPS技術，該技術的研究起步于20世紀50年代末期，截至20世紀90年代中期，GPS已經可以覆蓋全球約98%的地理區(qū)域。全球定位系統(tǒng)在實際應用過程中具有如下優(yōu)勢：①該系統(tǒng)穩(wěn)定性強、性能較好;②該系統(tǒng)定位精度高，可以滿足絕大部分任務的需求;③該系統(tǒng)應用性較強，即可以與很多任務相結合。所以，對于森林防火體系建設，有關單位和工作人員可以充分利用全球定位系統(tǒng)這一成熟的技術對區(qū)域內的森林進行信息的收集、處理、監(jiān)控，進而提高整個系統(tǒng)的信息化水平。

3 信息化視域下森林防火體系構建對策

3.1 建設森林防火體系的硬件平臺

對于森林防火體系而言，其硬件平臺應至少包括3個方面，即數據收集平臺、數據接收和處理平臺、技術平臺等。

3.1.1 數據收集平臺。該硬件平臺即指依托現有的信息硬件技術等對相關區(qū)域森林信息進行收集和整理，并在此基礎上完成地理空間的初步建模。根據上述需求分析可知，有關工作人員和單位可以通過全球定位系統(tǒng)或者遙感技術等完成上述需求任務。例如，可以通過遙感技術等進行區(qū)域內森林信息的獲取和建模，可以通過全球定位系統(tǒng)技術等完成對區(qū)域森林的24 h實時監(jiān)控等。總之，利用此類平臺技術可以大幅度提高現有森林防火體系的科學性和完整性。

3.1.2 數據接收和處理平臺。該硬件平臺是森林防火體系中重要的基礎平臺，其平臺功能主要是完成對遙感技術、全球定位系統(tǒng)技術等的數據的接收和處理。但是，考慮到森林區(qū)域是面積較大且地形較為特殊的區(qū)域，其在實際的火災防控和檢測過程中存在一定的特殊性，即一般需要采用過境率較高的衛(wèi)星系統(tǒng)，而現有的國內外知名衛(wèi)星系統(tǒng)均可以較為出色地完成這一需求。同時，考慮森林防火的重要目標是可以及時發(fā)現區(qū)域內的火情，所以應選用精度較高的指標進行火情檢測和分析。而氣象衛(wèi)星作為一種基于溫度的信息收集系統(tǒng)，其基本原理是通過地面溫度的變化進行數據采集。而火宅發(fā)生區(qū)域一般具有較高的溫度，所以此時可以考慮使用氣象衛(wèi)星完成對相關信息的收集。基于溫度變化的氣象衛(wèi)星信息收集的基本原理就是隨著地表溫度的提高，其整個區(qū)域的輻射率會發(fā)生相應的變化，而衛(wèi)星中高精度的傳感器和監(jiān)控器可以精度地偵測到這一變化，進而進行數據的采集和整理，最終為后續(xù)的任務實施奠定基礎[3]。

3.2 建設森林防火體系的軟件平臺

現階段，森林防火體系的軟件平臺建設至少包括信息處理和傳輸、信息可視化等。其中，信息處理和傳輸是森林防火系統(tǒng)建設中的重點，因為其直接關系著整個系統(tǒng)的運行效率和質量。信息處理主要包括信息檢索、信息查詢、信息存儲、信息分析等方面，信息系傳輸則包括衛(wèi)星與地表接收站點信息傳輸、地表間各個平臺的信息傳輸等。而基于此的軟件平臺建設，有關部門和工作人員至少可以從2個角度進行創(chuàng)新和突破，一方面是基于目前國內我國高水平的5G技術對森林防火體系中的信息傳輸機制進行創(chuàng)新，另一方面則是基于現有的人工智能技術、大數據技術等對硬件平臺所得數據進行針對性分析和研判，進而提高系統(tǒng)的針對性和適用性。森林防火系統(tǒng)軟件平臺的信息可視化，指的是基于現有相關技術，對系統(tǒng)內數據進行可展示性研究，此類數據包括信息空間數據、火情數據、溫度數據等。進行數據可視化的主要好處是提高人工決策效率，保障后續(xù)戰(zhàn)略部署的科學性。

3.3 加強信息化人才培養(yǎng)

要想建立優(yōu)質的信息化防火平臺，有關部門必須加大人才引進力度，特別是引入掌握林業(yè)技術、信息技術等的技術人才，并加強對現有人才進行培訓等，提高防火隊伍的信息化水平。

4 結語

信息化技術在諸多行業(yè)有著十分廣泛的應用，森林防火是一個事關重大的社會問題，應加快森林防火體系信息化建設步伐。就目前我國林業(yè)發(fā)展水平而言，有關部門可以從系統(tǒng)硬件平臺建設、系統(tǒng)軟件平臺建設、人才培養(yǎng)等方面進行森林防火體系信息化建設。

參考文獻

[1]肖化順，楊志高，曹武，等.論城市森林防火信息化建設[J].西北林學院學報，2008（3）：151-155.

[2]王巖，馬阿濱.轉型背景下的黑龍江森工林業(yè)科技發(fā)展研究[J].森林工程，2015（6）：29-32.

[3]謝輝，張臨萍.建立科學化信息化森林防火智能指揮體系淺析[J].四川林勘設計，2010（1）：55-58.