淺析基于EGIS的森林火災隱患排查系統(tǒng)構建

陳斌鋒 許石柱

摘 要 運用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及空間地理信息等先進技術，建成廣東省森林火災風險隱患排查系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、服務管理、業(yè)務應用4個子系統(tǒng)，提高森林火災風險隱患數(shù)據(jù)采集效率，以縣、鎮(zhèn)行政區(qū)為統(tǒng)計單元制作火災風險隱患分布圖和等級圖，有針對性地采取防范措施，實現(xiàn)森林火災風險隱患動態(tài)管理，對及時消除森林火災風險，減少森林火災發(fā)生具有重要意義。

關鍵詞 森林火災;風險隱患;排查系統(tǒng)

中圖分類號：S762 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.15.046

森林火災是當今世界發(fā)生面廣、破壞性大、處置救助十分困難的自然災害[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界平均每年發(fā)生森林火災約22萬起，過火面積達640多萬公頃，約占世界森林覆蓋率的0.23%，給國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)帶來巨大損失[2]。廣東省是“七山一水二分田”的林業(yè)大省，現(xiàn)有森林面積1 083.79萬公頃，森林覆蓋率達到58.59%，森林蓄積量58 967.87萬立方米，森林資源豐富，森林防火壓力大。目前，我國森林防滅火工作堅持“以防為主、防抗救相結合”的方針，逐步從減少災害損失向減輕災害風險轉變，開展森林火災風險隱患排查，可以變被動防火為主動防火，及時消除火災隱患[3-5]。運用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及空間地理信息等先進技術，建成服務范圍縱向貫穿省、地（市）、縣（區(qū)）、鎮(zhèn)4級政府的全省森林火災風險隱患排查軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)森林火災風險隱患動態(tài)管理，及時消除森林火災風險，減少森林火災發(fā)生。

1 森林火災風險隱患排查系統(tǒng)總體架構

系統(tǒng)架構如圖1所示，該架構輕便易用，部署、維護簡單，占用硬件資源少，具有可視化界面。在EGIS（Emergency Geographic Information System，應急地理信息系統(tǒng)）的基礎上，構建4個子系統(tǒng)，滿足森林防滅火工作的需求。

1.1 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要對森林防火區(qū)內(nèi)墳墓、寺廟、神位、采礦區(qū)、易燃易爆物品倉庫、垃圾焚燒場、油站汽庫、施工作業(yè)區(qū)、餐飲飯店、監(jiān)獄和養(yǎng)殖場所等及其周邊植被情況進行實地采集和上報。收集隱患的類型、坐標位置、地名、責任人、聯(lián)系電話、周邊植被等信息。

1.2 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)主要用于各類數(shù)據(jù)的入庫、編輯、制圖，為其他子系統(tǒng)提供相應的數(shù)據(jù)資源。管理的數(shù)據(jù)包括廣東省土地利用類型數(shù)據(jù)、地形圖數(shù)據(jù)、高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、隱患數(shù)據(jù)、森林火災歷史數(shù)據(jù)，隱患實地照片、視頻和中間數(shù)據(jù)等。

1.3 服務管理子系統(tǒng)

服務管理子系統(tǒng)主要用于各類服務的發(fā)布和管理、服務權限的控制、服務訪問統(tǒng)計及相應的日志管理。

1.4 業(yè)務應用子系統(tǒng)

業(yè)務應用子系統(tǒng)面向各類終端用戶提供不同業(yè)務領域的應用，包括隱患數(shù)據(jù)采集、整改消號動態(tài)管理，在線專題圖制作等。

2 系統(tǒng)功能設計

2.1 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要用于外業(yè)數(shù)據(jù)采集人員通過此系統(tǒng)（即森林火災風險隱患排查app）進行森林火災風險隱患數(shù)據(jù)的上報，形成森林火災風險隱患數(shù)據(jù)庫，同時為后端提供數(shù)據(jù)可視化展示，便于對隱患信息進行查看與處理，為森林防滅火工作決策提供數(shù)據(jù)支撐。

2.1.1 隱患采集上報

隱患采集上報功能支持多種森林火災風險隱患類型，收集森林火災風險隱患的位置定位，并通過圖像或視頻信息、現(xiàn)場描述等方式實時記錄隱患的現(xiàn)場情況。

2.1.2 離線地圖

數(shù)據(jù)采集人員在野外沒有網(wǎng)絡信號時，可通過離線地圖獲取采集人員定位信息。

2.2 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)主要用于管理和維護各類矢量、柵格數(shù)據(jù)的管理、編輯、更新和制圖。

2.2.1 入庫

數(shù)據(jù)管理工具支持130余種數(shù)據(jù)格式的讀取和80余種數(shù)據(jù)格式的轉換，支持主流數(shù)據(jù)庫，包括Oracle、SQL Server、Db2、PostgreSQL及國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，支持單用戶和多用戶編輯，提供豐富的數(shù)據(jù)編輯工具，具有良好的編輯體驗。用戶可以輕松集成所有類型的數(shù)據(jù)進行可視化，支持二三維制圖，可以進行地圖投影，將多源數(shù)據(jù)整合到統(tǒng)一框架。支持將帶有坐標信息的文本數(shù)據(jù)轉換為shapefile和Geodatabase格式。

2.2.2 制圖

管理軟件提供了各式各樣的地圖符號、常用的地圖模板以及先進的制圖工具，如智能制圖、多屬性符號系統(tǒng)和靈活的標注與注記選項，使得制圖可視化成果兼具美觀性、交互性和信息性，能夠根據(jù)隱患不同類型，對數(shù)據(jù)進行不同類型的符號化，用以直觀呈現(xiàn)隱患數(shù)據(jù)的空間分布規(guī)律。支持隱患信息的查詢，可以在圖上直接查詢空間數(shù)據(jù)的屬性信息。

2.3 服務管理子系統(tǒng)

服務管理子系統(tǒng)為前端業(yè)務應用構建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問平臺，將GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）數(shù)據(jù)資源和分析資源進行整合。

2.3.1 服務發(fā)布

服務發(fā)布工具提供可視化界面，用于發(fā)布基礎GIS服務。用戶可以通過桌面工具進行發(fā)布，也可直接通過WEB端界面進行服務發(fā)布。服務發(fā)布后，用戶可以根據(jù)實際需要，對所發(fā)布的服務名稱、服務內(nèi)容以及與服務相關的屬性參數(shù)等進行修改配置操作。

2.3.2 服務管理

系統(tǒng)對所有服務進行統(tǒng)一管理，包括服務啟動、服務停止等運行狀態(tài)管理，服務可視化顯示，可以對服務的屬性進行編輯。提供服務檢索功能，用戶可以根據(jù)已知條件（如服務顯示名、服務注冊類型、服務日期、服務狀態(tài)等）檢索服務。

提供了智能搜索和快速定位的機制，如提供標簽、評級、評論、使用頻率等多種方式快速檢索地圖、應用、模板、工具等資源，并提供了大量細節(jié)信息和“我的收藏夾”功能，使得用戶可以便捷地發(fā)現(xiàn)組織中的資源，并實現(xiàn)一鍵式保存和共享。

2.3.3 權限控制

服務或內(nèi)容可以共享給其他人，方便其他業(yè)務系統(tǒng)的使用，當然也可以作為私有資源僅用于單元測試，共享時有多個選項可供選擇。子系統(tǒng)具有嚴格的權限控制機制，權限通過角色賦給特定的用戶，可以根據(jù)子系統(tǒng)建設需求，創(chuàng)建不同的角色以實現(xiàn)多樣的權限控制，權限分為常規(guī)權限和管理權限。

2.3.4 服務統(tǒng)計

服務統(tǒng)計將記錄內(nèi)容、用戶和組的各種使用情況進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，再通過Dashboard展示報告信息。

2.3.5 日志管理

日志管理模塊用于子系統(tǒng)日志的分布式存儲、提取和信息挖掘，完成相應日志的收集、分析及管理，通過對日志的管理、統(tǒng)計、分析來跟蹤系統(tǒng)的變化。其中包括服務訪問日志和運維操作日志，支持將日志信息進行導出，存儲到本地。

2.4 業(yè)務應用子系統(tǒng)

對全省森林火災風險隱患數(shù)據(jù)進行采集、整改、消號等動態(tài)管理，整合集成火險隱患詳細調(diào)查成果，形成不同時期、不同地域火災隱患的分布圖，將森林火災易發(fā)、多發(fā)區(qū)和重點防護區(qū)森林火災風險隱患通過熱力圖進行可視化展示。

2.4.1 隱患數(shù)據(jù)排查處理

1）接收到外業(yè)數(shù)據(jù)采集上報事件后，經(jīng)后臺數(shù)據(jù)處理可以自動展示在客戶端上顯示。2）同時收到多個上報事件信息時，能夠按照事件上報時間順序排隊顯示，值班人員可以輸入處理信息、確認隱患點信息并保存。3）按照上報隱患點元素進行分類，支持上報事件處理、上報事件詳細信息查看、刪除等操作;并可按上報事件狀態(tài)與已處理、未處理的處理狀態(tài)對上報事件信息進行過濾。

2.4.2 熱力圖展示

以特殊高亮的形式顯示火災隱患多的頁面區(qū)域和隱患所在的地理區(qū)域的熱力圖示?？梢渣c擊顯示森林火災風險隱患區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，為專業(yè)GIS用戶提供更深入的可視化展示。

2.4.3 統(tǒng)計管理

系統(tǒng)將以外業(yè)數(shù)據(jù)采集上報事件模塊中的數(shù)據(jù)為源數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總，并以列表形式展現(xiàn)。按隱患類型詳細統(tǒng)計各行政區(qū)域的隱患數(shù)據(jù)。

3 結語

森林火災風險隱患排查系統(tǒng)建成后，可有效提高風險隱患數(shù)據(jù)采集效率，降低外業(yè)調(diào)查成本，對火災隱患進行動態(tài)監(jiān)測;系統(tǒng)根據(jù)采集的隱患數(shù)據(jù)信息，以縣、鎮(zhèn)行政區(qū)為統(tǒng)計單元制作火災風險隱患分布圖和等級圖，有針對性地采取防范措施，實現(xiàn)森林火災風險隱患動態(tài)管理，及時消除森林火災風險，減少森林火災發(fā)生。

參考文獻：

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（責任編輯：劉昀）