信息化建設(shè)在森林防火工作中的作用

張紹濤

摘要 ? ?大蜀山森林公園通過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)信息整合與共享，打造了貼合實(shí)戰(zhàn)要求的森林防火可視化信息操控系統(tǒng)平臺(tái)。本文闡述了森林防火信息化建設(shè)的可行性、目標(biāo)，分析了森林防火信息化建設(shè)系統(tǒng)需求、建設(shè)內(nèi)容，并對(duì)建成后的效益進(jìn)行分析，以期提高森林防火工作的科學(xué)化、信息化和專業(yè)化水平。

關(guān)鍵詞 ? ?森林防火;信息化;大蜀山森林公園;建設(shè)目標(biāo);建設(shè)內(nèi)容

中圖分類號(hào) ? ?S762.2 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）04-0140-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

森林火災(zāi)是森林重要災(zāi)害之一，不僅嚴(yán)重破壞森林資源，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)災(zāi)區(qū)及周邊地區(qū)環(huán)境也會(huì)造成嚴(yán)重污染。在全球范圍內(nèi)，森林防火工作都是一個(gè)難題。林業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)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。

大蜀山森林公園管理處位于合肥市玉蘭大道8號(hào)，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(fù)責(zé)森林資源管護(hù)、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(jí)森林公園，其已被劃分為森林火災(zāi)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，也是合肥市公共安全十大隱患單位。目前，來大蜀山休閑、健身的市民及游客數(shù)量日益增加，呈現(xiàn)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)）大量市民及游客聚集景區(qū)，給景區(qū)森防工作造成極大的隱患。2012年，市政府又將西擴(kuò)景區(qū)360 hm2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(jìn)一步加大，森林防火任務(wù)更重。

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(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)信息整合與共享，進(jìn)而打造貼合實(shí)戰(zhàn)要求的森林防火可視化信息操控系統(tǒng)平臺(tái)。

1 ? ?森林防火信息化建設(shè)的可行性

1.1 ? ?市民高度認(rèn)同，政府充分認(rèn)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(xiàng)措施的實(shí)施得到了市民高度認(rèn)同及政府的充分認(rèn)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(jìn)程的加劇，“大湖名城，創(chuàng)新高地”戰(zhàn)略的推進(jìn)，大蜀山現(xiàn)已成為合肥市市區(qū)標(biāo)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(yán)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。目前，主要依靠人工監(jiān)測巡查進(jìn)行火災(zāi)防范管理，已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前游客井噴式增量的復(fù)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(hù)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(shí)施火險(xiǎn)隱患監(jiān)控意義重大[1]。

2 ? ?森林防火信息化建設(shè)目標(biāo)

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，提高園區(qū)森林防火工作的科學(xué)化、法制化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)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(jī)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)園區(qū)安防水平上一個(gè)新臺(tái)階。通過森林防火信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)時(shí)報(bào)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指揮調(diào)度體系與輔助決策體系。具體建設(shè)目標(biāo)包括以下幾個(gè)方面。一是以業(yè)務(wù)應(yīng)用為核心，建立、改進(jìn)、完善大蜀山國家森林公園森林防火可視化信息平臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)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(jìn)行信息統(tǒng)計(jì)、預(yù)測預(yù)報(bào)，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)林火監(jiān)測、護(hù)林員管理、調(diào)度指揮等不同信息系統(tǒng)在統(tǒng)一平臺(tái)上的一體化整合應(yīng)用。基于觸控操作的可視化體驗(yàn)，大大減輕操作人員面對(duì)多系統(tǒng)操作的難度。二是以“日常巡護(hù)，防火應(yīng)急”為目標(biāo)，開發(fā)護(hù)林員管理系統(tǒng)，記錄護(hù)林員的日常巡護(hù)林任務(wù)。發(fā)生森林火災(zāi)后，主要以配合撲火隊(duì)伍與前線指揮的需要，采集和上報(bào)火場實(shí)時(shí)信息，感知火場信息，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)指揮。三是通過林火監(jiān)測建設(shè)，與護(hù)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(shí)現(xiàn)林火監(jiān)測的自動(dòng)識(shí)別、報(bào)警定位、火情推送，并對(duì)主要進(jìn)山道路及路口的入園游客人數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，通過信息亭即時(shí)發(fā)布提示信息。四是建設(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(biāo)準(zhǔn)化的指揮中心與機(jī)房設(shè)施，為信息化管理與應(yīng)急調(diào)度提供有力支撐。五是開發(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(shí)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(hù)及面向公眾的“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用服務(wù)提供平臺(tái)。

3 ? ? 森林防火信息化建設(shè)系統(tǒng)需求分析

3.1 ? ?軟件需求

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(jìn)的技術(shù)手段及時(shí)獲得火情信息的同時(shí)，加強(qiáng)人員的管理與監(jiān)控，防患于未然。通過對(duì)大蜀山森林公園森林防火信息化現(xiàn)狀的調(diào)研，結(jié)合大蜀山實(shí)際需求，需從以下幾個(gè)方面分析。一是從業(yè)務(wù)上分析，主要實(shí)現(xiàn)信息化的森林防火監(jiān)測與人員管理，即通過智能識(shí)別火情，有效管控火源，有效彌補(bǔ)人工巡防無法到達(dá)之處，并將各類數(shù)據(jù)信息整合在統(tǒng)一的操控平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)可視化的信息查詢與應(yīng)急處置;同時(shí)為廣大市民提供生態(tài)保護(hù)、健康保健、應(yīng)急疏散等信息服務(wù)。二是從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上分析，主要實(shí)現(xiàn)4個(gè)過程的保障，即前端感知數(shù)據(jù)采集、智能分析及實(shí)時(shí)報(bào)警、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享應(yīng)用和護(hù)林員日常管理的數(shù)據(jù)支撐。三是從功能上分析，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的建庫，以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)GIS平臺(tái)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(tái)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(shí)現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一展示，實(shí)現(xiàn)一體化的數(shù)據(jù)管理[2-3]。

3.2 ? ?硬件需求

大蜀山森林公園森林防火信息化項(xiàng)目硬件由前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸、機(jī)房及指揮中心建設(shè)等3個(gè)部分組成。前端設(shè)備主要針對(duì)火源、火情、公共安全3個(gè)維度實(shí)時(shí)監(jiān)控，要求火情監(jiān)測無盲點(diǎn)，信息亭作為面向公眾服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，前線感知系統(tǒng)通過運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)。信息亭通過運(yùn)營商4G網(wǎng)絡(luò)與指揮中心及信息發(fā)布終端相連。機(jī)房與外網(wǎng)連通，與市局對(duì)接林火監(jiān)測實(shí)時(shí)圖像，便于領(lǐng)導(dǎo)掌控全局。

4 ? ?森林防火信息化建設(shè)內(nèi)容

4.1 ? ?基于移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)一體化的系統(tǒng)應(yīng)用

目前，多種智能終端可以承擔(dān)數(shù)據(jù)的接收和處理，這為火場一線與指揮中心的數(shù)據(jù)交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)有效地支撐前線提供了條件。因此，在數(shù)據(jù)集中且通信保障的前提下，將更多的分析、運(yùn)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(duì)個(gè)人或局部的應(yīng)用，提供更加細(xì)小的“功能顆?！保瑢⑵洳渴鹪谑謾C(jī)、PDA、車載模塊等載體上，力求做到功能單一、有效、簡便[4]。

4.2 ? ?林火紅外智能識(shí)別

林火監(jiān)測系統(tǒng)具有直觀、信息量大、覆蓋范圍廣、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，在森林防火及安全防護(hù)監(jiān)管中發(fā)揮了重要作用。紅外與可見光2個(gè)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(duì)監(jiān)控目標(biāo)有不同的響應(yīng)特征。紅外智能識(shí)別一體機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)林火的準(zhǔn)確識(shí)別：結(jié)合2個(gè)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(bǔ)短，為林火監(jiān)控獲得更高的識(shí)別率。

結(jié)合林區(qū)實(shí)際情況，分別對(duì)紅外通道與可見光通道的林火識(shí)別算法進(jìn)行優(yōu)化，可進(jìn)一步提高對(duì)林火的檢測識(shí)別準(zhǔn)確率。同時(shí)對(duì)2個(gè)通道信號(hào)探測特征，結(jié)合環(huán)境變化情況，提供符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境與氣象變化規(guī)律的判別算法，可進(jìn)一步排除誤報(bào)。

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(shí)，對(duì)于人群的管理至關(guān)重要。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要對(duì)游人的行為實(shí)施監(jiān)控管理;另一方面要加強(qiáng)對(duì)巡山護(hù)林工作人員的管理。一是視頻監(jiān)控的設(shè)計(jì)、分布不僅要考慮森林火災(zāi)的形態(tài)特點(diǎn)，同時(shí)要考慮到人群活動(dòng)與行為;二是利用視頻紅外智能識(shí)別手段，不僅能識(shí)別報(bào)警煙火信息，同時(shí)對(duì)景區(qū)特定區(qū)域進(jìn)出人員進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，尤其是前期的視頻監(jiān)控建設(shè)主要作用就是針對(duì)人流道路、寺廟香火等，應(yīng)將視頻系統(tǒng)統(tǒng)一管理后實(shí)施紅外智能識(shí)別;三是通過為護(hù)林人員配備護(hù)林員管理終端，實(shí)現(xiàn)森林防火巡護(hù)信息化管理，及時(shí)上報(bào)火情，可以大大降低火情風(fēng)險(xiǎn)[5-6]。

5 ? ?效益分析

5.1 ? ?生態(tài)效益

在森林防火中應(yīng)用信息化后，可有效提高森林防火的綜合控制能力，最大限度減少火災(zāi)的發(fā)生，有效保護(hù)現(xiàn)有森林資源，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(hù)生物多樣性等多種生態(tài)功能。

5.2 ? ?社會(huì)效益

大蜀山森林公園作為合肥市乃至全國主城區(qū)內(nèi)唯一一座國家級(jí)森林公園，有利于合肥市森林城市建設(shè)、生態(tài)環(huán)境改善。項(xiàng)目建成后，對(duì)維護(hù)森林景觀、社區(qū)穩(wěn)定、群眾生產(chǎn)生活安全以及促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

5.3 ? ?經(jīng)濟(jì)效益

信息化在森林防火應(yīng)用后的經(jīng)濟(jì)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(hù)好生態(tài)建設(shè)成果的形式來體現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)效益融于生態(tài)效益和社會(huì)效益之中。

6 ? ?參考文獻(xiàn)

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