基于智慧林業的森林防火方案研究

許嘉慶

(山東省淄博市張店區園林綠化服務中心，山東 淄博 255000)

森林火災是一種破壞性極強的森林災害類型，森林火災的發生不僅導致大量的林木資源、林下經濟資源被燒毀，對周圍居民的生命健康、財產安全構成一定的威脅，還會直接影響到野生動物的棲息環境，導致水土流失、下游河流水質下降、大氣污染等一系列問題。

針對森林火災的主要特征以及具體危害，積極構建有效的森林防火體系，通過制度層面的完善及新興技術的應用，提高森林防火工作水平，對于我國林業健康發展和生態文明建設具有重要意義。近年來，四川木里“3.30”、北京密云“3.31”、山西沁源“3.28”等火災事故的發生，在不同程度上反映了現階段森林防火技術體系缺陷以及防火監測預警系統的短板。積極探索森林防火具體特征，反思森林火災事件中暴露出的問題，提出有效的解決建議，探討智慧林業森林防火方案，對于我國當前的森林防火工作具有十分重要的意義。

1 智慧林業中森林防火方案的需求分析

在林區森林防火工作中，準確、及時地發現林區內的早期火災，實現“打早”、“打小”等管控目標，是森林防火技術體系的核心問題。分析既往發生的森林火災事故，完善、健全林區消防體系防火方案顯得尤為重要。

1.1 現階段森林防火存在問題

森林火災中的人為火險率較高，雖然有嚴格控制進入林區人員攜帶火種、林區防火宣傳等制度，但火災隱患仍然十分突出；巡護壓力較大，林區的防火宣傳以及巡查工作主要依靠人工的方式進行，部分林區的面積相對較大，火災風險的巡查難度較高；人工管控的難度大，雖然智慧林業的理念受到了高度關注，現代化科學技術逐步應用于林區的防火監管、防火巡查工作之中，但科技手段不足、新興技術的應用未能充分發揮其作用的現象仍然比較普遍，總體管控效率偏低。

1.2 森林防火需求分析

針對上述問題，防火方案的設計者要明確智慧林業之下防火工作的客觀需求，從立體化監測系統的構建、資源管理圖的繪制、綜合化管理平臺的開發等角度入手，合理設計森林防火方案。

1)立體化監測網的布置能夠有效減輕工作人員的巡護壓力，借助林上火監測、地網監測與人網監測的協同運行，構建一體化、集約化的測控管理體系，最大限度提高林區火災風險的巡查力度，減少森林的火災風險。

2)林區設計的資源相對豐富，各區域的資源管理缺乏精細化、圖形化理念，沒有對各個區域的資源分布情況、火災風險等進行精細化處理，會嚴重制約資源管理工作的開展。為此，決策者需要從如何實現精細化資源管理、準確落實各項管理舉措出發，繪制資源管理“一張圖”。

3)森林防火方案的應用涉及到若干不同類型的信息，各類信息的加工處理對防火方案的健全以及防火工作的布置有著一定的參考價值，為了保證信息的及時共享以及綜合化管理的實施，相關技術人員有必要結合當下林區防火工作的實際情況，積極開發綜合化管理平臺。管理平臺的研發需要重視林區資源的綜合化管理、防火物資的綜合化管理、生態服務工作的開展以及火情發生時的指揮調度等，重視各項業務的全面覆蓋。

2 智慧林業森林防火方案

2.1 強化對智慧林業森林防火體系的架構

在智慧林業的條件下，要實現對林業資源火災的有效防范，在進行防火體系架構的過程中先進行相應的體系構建。從信號采集、數據傳輸、電力供應和數據應用等多個角度來進行建設，確保對森林火災隱患的全面監控和把握。

從信號采集角度來看，相應的工作可以通過進行高空瞭望系統、攝像監控系統等方面來完善，其能夠實現對森林資源現狀信息比較全面的把握；獲取的信息通過有效的數據傳輸對信息進行反饋，為管理決策工作提供便利條件。實際工作之中通過對“5G”傳輸技術進行應用，將良好地保障數據傳輸的準確性和有效性；在供電系統的建設方面，可以對現有的風力發電技術和太陽能發電技術進行應用，這些能源具有較為顯著的清潔性和便捷性特征，同時利用難度較低，可以為整個防火系統形成較為充足的電力保障；在完成數據采集以及傳輸之后，對數據的合理應用成為最為關鍵的環節。為了對數據形成有效的應用，相關單位通過對已經完成采集的數據轉化為GIS應用，在出現火災情況的時候，可以及時觸發報警，實現對森林火災有效撲滅，也可以通過對相關數據的智能化分析，在事故中出現之前實現提前預警的效果。

2.2 推進森林防火子系統建設

完成對智慧林業防火體系的整體架構之后，需要著重從各個子系統的建設入手，促進智慧林業防火措施的完善。

1)對目標林區的基本信息進行踏勘與調查，并在合適的位置進行報警裝置的設置，在相關裝置被觸發的情況下，會自動將相應的信息采集設備啟動，從而對火災現場的實際情況進行拍照、錄像等。為了達到對現場狀況進行拍照與攝像的目的，還需要對視頻巡檢子系統進行建設。基于當前的互聯網技術，進行遠程巡檢設備的設置，通過視頻、電子地圖等對遠程自動巡檢人員的位置、巡檢狀況等進行采集，實時地傳輸相應災害發生的現場狀況，為決策工作提供依據。

2)為了增強報警系統與視頻系統的聯動效率，進行兩個子系統建設的階段，可以從三個方面來進行整體工作的強化。第一，在報警觸發點設置階段應當盡可能選擇較為關鍵的位置進行布置，同時采用較為可靠的技術手段，例如聲光報警系統等，強化人員在面臨具體災害問題的安全性；第二完善報警視頻設備建設，尤其是需要對現有的視頻設備的更新，確保在實際使用過程中能夠充分地發揮自身作用；第三，推進多級平臺建設，保證在火災發生的階段能夠實現對火災現場的實時監測、出警和指揮工作。

3)在森林防火自信通建設過程中，也需要加大對當前的無人機技術的應用，通過依托無人機對火災區域進行航拍的方式，增強自動巡護工作的全面性，在該技術之中也有必要在無人機平臺進行紅外熱成像傳感器的搭載，在巡航的同時對潛在的火災隱患進行及時掌握，降低森林火災風險。

2.3 強化地面防護工作

傳統森林火災防護工作過程中，地面巡航措施往往占據主導作用，地面巡護的開展主要依托人員、車輛、瞭望塔等手段來完成巡護。隨著當前智慧林業技術的發展，相關的地面監測手段應用空間已經顯著減少，但在實際的森林防火推進中，仍然需要注意這一措施的重要作用。

1)通過以人員和車輛展開的地面巡防，整體的巡護質量比較高，決策靈活性較強。因此在后續的工作之中可以結合現有的視頻監測手段與人員和車輛的地面巡護手段，共同展開。在交通便利程度低、人煙稀少的地區可以進行視頻監測手段作為主要的巡護手段，而對于交通通達性強的地區，主要采用人員和車輛來進行展開工作，從而降低整體的巡護成本，也能夠充分地發揮出智慧林業在森林火災巡護工作之中的作用。

2)瞭望臺監測在傳統的監測之中具有較高的地位，這一技術的缺陷在于受地理環境影響較大，且傳統工作之中以人員為主要識別手段的方式誤差較大，覆蓋范圍不高。針對這種現象，可以將當前已經成熟的視頻監視及紅外識別技術等整合到傳統的瞭望臺監測之中，增強準確性和覆蓋面積同時能夠減少對瞭望員的使用，降低巡護人員人身安全受到雷電、野生動物等威脅的可能性。

3 結論

森林防火工作的開展對林業的持續、穩定發展有著重要意義，在當前形勢下，將新興技術應用于森林防火工作，積極構建智慧化林業體系，具有一定的迫切性。近年來我國發生的數起森林火災事故，深刻反映了現行防火體系面臨的若干問題。明確人為火險、巡護壓力以及人工管控等環節的重要性，逐步構建能夠主動、及時發現早期森林火情，結合監測防控技術掌握的信息對火情進行準確判斷，并在短時間內響應，避免火情成災，是當前智慧林業建設以及森林防火體系完善迫切需要解決的問題。