地形圖在森林防火中的應(yīng)用

張運(yùn)生，張思玉

（南京森林警察學(xué)院，江蘇 南京 210046）

地形是影響林火行為的一個(gè)重要因素。大地形的宏觀影響能對(duì)大范圍內(nèi)的氣溫分布的變化產(chǎn)生明顯作用，局部地形的影響也能使短距離的氣溫有很大的差別，同時(shí)地形又直接影響風(fēng)向和風(fēng)速，進(jìn)而影響林火的發(fā)生和蔓延。同時(shí)，坡度又直接影響林火的蔓延速度。地形又是導(dǎo)致森林火災(zāi)撲救過(guò)程中人員傷亡的一大因素，很多歷史森林火災(zāi)案例也證明了這一點(diǎn)[1]。

地形圖是研究地形的一個(gè)有力工具，地形圖具有以多種方式表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的獨(dú)特功能，可以識(shí)別用其方式不能體現(xiàn)的空間分布、關(guān)系和趨勢(shì)，以其豐富的內(nèi)容，為用戶提供精準(zhǔn)的信息[2]。

因此，研究地形圖在森林防火中的應(yīng)用，意義深遠(yuǎn)，也必將使森林防火工作事半功倍。

1 地形圖在森林火災(zāi)預(yù)防中應(yīng)用

1.1 瞭望臺(tái)的選址

瞭望臺(tái)是用來(lái)監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)發(fā)生，確定火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)而設(shè)立的，森林防火瞭望臺(tái)應(yīng)設(shè)置在經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的制高點(diǎn)和林場(chǎng)、居民點(diǎn)附近。

具體選址方法，可利用大比例尺地形圖在預(yù)選的山頂上，作8個(gè)方位的4條線，然后根據(jù)等高線繪制4個(gè)方向的橫剖面圖，測(cè)定其盲區(qū)，比較各個(gè)預(yù)選點(diǎn)的盲區(qū)，選擇盲區(qū)最少者為最佳地點(diǎn)[3]。

1.2 防火林帶的選址

防火林帶是森林防火的一項(xiàng)戰(zhàn)略工程，具有生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、防火、通道五大效能[4]，分為山脊防火林帶、山腳田邊防火林帶、林內(nèi)防火林帶、林緣防火林帶、道路防火林帶、居民點(diǎn)防火林帶和溪渠防火林帶。

根據(jù)防火林帶的分類也可以看出，地形圖是建設(shè)防火林帶的重要工具之一。根據(jù)林區(qū)地形特點(diǎn)，結(jié)合森林分布、主風(fēng)向，將地形圖作為底圖，繪制防火林帶分布圖，并使得防火林帶成為閉合的林帶，從而達(dá)到隔離森林火災(zāi)的目的。

2 森林火災(zāi)撲救組織與指揮中的應(yīng)用

2.1 撲火隊(duì)伍行進(jìn)中的應(yīng)用

2.1.1 路線選擇

在得到森林火災(zāi)發(fā)生確切地點(diǎn)之后，指揮員首先應(yīng)選擇合適的行進(jìn)路線，在選擇路線時(shí)應(yīng)遵守“有路不越野”的原則，首先找到距離火場(chǎng)最近的行車道路，然后在此基礎(chǔ)上，根據(jù)圖例尋找山間小路，避開懸崖、無(wú)橋的河流等難以通行的地區(qū)。路線選擇應(yīng)以最短時(shí)間為依據(jù)，而不是最短距離。路線選定后，在其上標(biāo)出典型地物作為識(shí)別路線的依據(jù)。在行進(jìn)過(guò)程中，帶隊(duì)指揮員需不斷進(jìn)行地形對(duì)照，以免走錯(cuò)路線。

2.1.2 站立點(diǎn)的確定

在森林火災(zāi)撲救過(guò)程中，指揮員需要知道撲火隊(duì)的準(zhǔn)確位置。作為火線撲火隊(duì)員，地形圖是必備工具，撲火隊(duì)員可以利用周圍地形特征、后方交會(huì)法等來(lái)確定自己的準(zhǔn)確位置，報(bào)告給指揮部，對(duì)整體的森林火災(zāi)撲救組織提供參考。

2.2 撲火安全中的應(yīng)用

森林火災(zāi)撲救過(guò)程中，傷亡時(shí)有發(fā)生，撲火隊(duì)員對(duì)地形的不熟悉以及對(duì)危險(xiǎn)地形認(rèn)識(shí)不足是造成傷亡人員的重要原因之一[5]。

為了避免傷亡發(fā)生，需要特別注意幾個(gè)危險(xiǎn)地形，如鞍部、單口山谷、狹窄山脊、葫蘆谷地形、陡坡、懸崖等。還要避免越過(guò)山脊、鞍部、山頂接近火場(chǎng)，不在上山火的上方和山脊線開設(shè)隔離帶，可以利用河流、小溪、公路、鐵路等為依托進(jìn)行逃生。

2.3 在森林火災(zāi)指揮中的應(yīng)用

森林火災(zāi)撲救指揮如同戰(zhàn)場(chǎng)指揮，地形圖是必不可少的作戰(zhàn)工具。

2.3.1 供各級(jí)指揮員掌握火場(chǎng)全局

地形圖可以將火場(chǎng)上的地形輪廓、地勢(shì)起伏、江河、道路、居民點(diǎn)等情況，真實(shí)地展現(xiàn)在面前，供指揮員分析研究火場(chǎng)、地形情況，審時(shí)度勢(shì)地制訂撲救方案，組織撲火行動(dòng)。

2.3.2 作為標(biāo)繪火場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖的底圖

火場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖是指揮員指揮火災(zāi)撲救的重要依據(jù)，其根據(jù)前線匯報(bào)、森林航空消防空中偵察等，在地形圖上標(biāo)繪出來(lái)的火場(chǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，可以為森林火災(zāi)撲救組織提供依據(jù)。根據(jù)火場(chǎng)發(fā)展態(tài)勢(shì)，指揮員可以統(tǒng)觀全局，進(jìn)行兵力合理配置，為森林火災(zāi)成功撲救提供依據(jù)。

2.3.3 臨時(shí)防火隔離帶位置的選擇

對(duì)于樹冠火、火勢(shì)蔓延太快無(wú)法直接撲救的森林火災(zāi)，往往需要在火場(chǎng)前方開設(shè)臨時(shí)防火隔離帶來(lái)阻止森林火災(zāi)的任意蔓延[6]。臨時(shí)防火隔離帶的選擇既不能距離火頭太近、又不能太遠(yuǎn)，還要考慮開設(shè)隔離帶所需時(shí)間和對(duì)森林的破壞，關(guān)鍵還要達(dá)到隔離火災(zāi)的目的。

可以利用地形圖來(lái)選擇臨時(shí)防火隔離帶的位置，如果有可利用的地形，如道路、小溪等，可以在此基礎(chǔ)上加寬。防火隔離帶一般不應(yīng)選在上山火的上坡方向，因?yàn)樯仙交鹇铀俣瓤?，十分危險(xiǎn)，多數(shù)是選擇下山火的前方開設(shè)。如上山火蔓延較緩慢，地形平緩，也可在山頂沿山脊線開設(shè)隔離帶，阻擋林火轉(zhuǎn)為下山火。

2.4 在火災(zāi)快速定位上的應(yīng)用

目前，一些森林防火部門開發(fā)了簡(jiǎn)單的基于GIS（地理信息系統(tǒng)）森林火災(zāi)快速定位系統(tǒng)。其原理就是首先將地形圖掃描進(jìn)電腦，然后利用GIS對(duì)其進(jìn)行幾何校正。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，一旦知道火災(zāi)坐標(biāo)，輸?shù)较到y(tǒng)后，即可自動(dòng)顯示火災(zāi)地點(diǎn)，知道火災(zāi)在地形圖的準(zhǔn)確位置，避免了傳統(tǒng)上在紙質(zhì)地形圖查找坐標(biāo)的繁瑣方法。

3 森林火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用

森林火災(zāi)調(diào)查中很重要的一項(xiàng)就是過(guò)火面積調(diào)查，其中利用地形圖進(jìn)行過(guò)火面積調(diào)查的方法有兩種：

3.1 傳統(tǒng)地形圖勾繪法

通過(guò)對(duì)過(guò)火區(qū)域進(jìn)行實(shí)地踏查，選擇過(guò)火區(qū)域邊界典型地物，如山頂、山脊線、湖泊、河流、小溪、道路、橋梁、孤立樹等，然后根據(jù)地形特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)到地形圖上。然后勾繪出火場(chǎng)四周邊緣線進(jìn)而計(jì)算過(guò)火面積。

3.2 結(jié)合GPS進(jìn)行地形圖勾繪

針對(duì)過(guò)火區(qū)域典型地物很少或不明顯的情況下，可以首先將GPS坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置成與地形圖一致的坐標(biāo)系統(tǒng)，然后利用GPS在火場(chǎng)邊緣每隔一定距離進(jìn)行定位，將這些定位點(diǎn)在地形圖上的對(duì)應(yīng)位置標(biāo)出來(lái)，進(jìn)行勾繪，進(jìn)而計(jì)算過(guò)火面積。

4 其他方面的應(yīng)用

4.1 虛擬森林火災(zāi)中的應(yīng)用

隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是GIS和虛擬地理環(huán)境技術(shù)的發(fā)展，使得虛擬森林火災(zāi)成為可能，而虛擬森林火災(zāi)的一個(gè)重要數(shù)據(jù)就是DEM（數(shù)字高程模型），森林植被等地表情況則是在三維基礎(chǔ)上疊加而成。DEM的生成一般是由紙質(zhì)地形圖經(jīng)過(guò)掃描轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)，然后利用GIS技術(shù)對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化，進(jìn)而生成DEM?？梢?jiàn)地形圖在虛擬森林火災(zāi)的過(guò)程中是一個(gè)必不可少的重要數(shù)據(jù)源。

4.2 森林航空消防中的應(yīng)用

森林航空消防由于其快速、宏觀、不受地面條件限制等優(yōu)勢(shì)在森林防火中的地位越來(lái)越高[7]。不管是防火期巡護(hù)，還是火場(chǎng)偵察，地形圖都在其中扮演著重要的角色。由于森林航空消防是在空中，視野開闊，具有宏觀性。與地面不同，在選擇地形圖上，一般選擇較小比例尺地形圖，如1∶20萬(wàn)、1∶25萬(wàn)或1∶50萬(wàn)地形圖，在低空也可使用1∶10萬(wàn)地形圖等。在飛機(jī)巡護(hù)過(guò)程中，火場(chǎng)觀察員會(huì)一直進(jìn)行地形圖和實(shí)地對(duì)照，不斷找出飛機(jī)在地形圖中的位置，一旦在巡護(hù)中發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)，火場(chǎng)觀察員通過(guò)觀察，會(huì)在地形圖上勾繪火場(chǎng)發(fā)展態(tài)勢(shì)，為地面決策提供依據(jù)。

5 注意事項(xiàng)

在識(shí)讀地形圖時(shí)，還應(yīng)注意地形圖的比例尺以及地面上的地物和地貌的變化。

5.1 地形圖是經(jīng)過(guò)取舍繪制的

地形圖比例尺越大，表示地物越詳細(xì)。比例尺愈小，舍去的愈多，表示愈概略，很多地物和地貌在地形圖上不一定能反映出來(lái)。

因此，要根據(jù)火場(chǎng)大小來(lái)選擇不同比例尺的地形圖。原則上火場(chǎng)越大，選擇地形圖的比例尺就越小，當(dāng)然也可以在火場(chǎng)局部用較大比例尺地形圖。

5.2 注意地形變化規(guī)律

地面上的地物和地貌不是一成不變的，地形圖反映不出變化了的地形。地形變化具有一定的規(guī)律。如地物變化大、地貌變化小；城市、集鎮(zhèn)擴(kuò)大，分散住戶減少；公路、橋梁、水庫(kù)以及水力、電力設(shè)施增多，廟宇、牌坊、土堆、墳地之類的地物減少等。

在森林防火工作中，還要注意水體隨著季節(jié)性的變化。如旱季時(shí)就要考慮圖上的水體是否已經(jīng)干涸等。

6 結(jié)論

盡管隨著森林防火科技的不斷發(fā)展，森林消防裝備性能日益提高，但作為傳統(tǒng)工具的地形圖，在森林防火中的地位仍是無(wú)可替代的。深入地研究地形圖在森林防火中的應(yīng)用，必將進(jìn)一步促進(jìn)森林防火工作的順利進(jìn)行。

[1]杜永勝,王立夫.中國(guó)森林火災(zāi)典型案[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2007.

[2]靜天魁.等高線地形圖應(yīng)用指南[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1983.

[3]姚樹人,文定元.森林消防管理學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2002.

[4]張思玉,張惠蓮.森林火災(zāi)預(yù)防[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2006.

[5]鄭懷兵,張南群.森林防火[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2006.

[6]王立偉,岳金柱.實(shí)用森林滅火組織指揮與戰(zhàn)術(shù)技術(shù)讀本[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2006.

[7]吳青龍.廣西森林航空消防發(fā)展對(duì)策[J].森林防火,2009(4):57-60.