基于組件GGIISS的森林防火信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)探討

許 靖

（甘肅省子午嶺林業(yè)管理局華池分局 甘肅，慶陽 745600）

森林資源作為生態(tài)系統(tǒng)較為關鍵的組成元素，是構建生態(tài)型生活環(huán)境的重要資源。然而，在人們生活與生產過程中，直接或者間接引起森林火災，威脅著人們的生命財產安全，為生態(tài)資源健康發(fā)展帶來了諸多危害。森林防火工作具有長期性、艱巨性。原有的森林火災系統(tǒng)，能夠實施火災監(jiān)測、火災救援、火災險情預測等工作，借助GIS技術，提升森林防火的有效性，減少森林火災損失。

1 組件GIS應用特點

組件GIS具體指在GIS軟件開發(fā)過程中，將面向對象與組件軟件兩種技術有效融合的應用過程。組件GIS 所依賴的基礎包括對象模型與控件，對象模型為組件式的COM，控件為ActiveX。GIS組件在新一代應用中，采取全新開發(fā)工具的應用模式，與傳統(tǒng)GIS 相比，此技術應用的特點表現(xiàn)在：系統(tǒng)集成無縫性、開發(fā)語音的獨立性、內在空間的可延展性、應用的大眾性、運行成本經濟性[1]。無縫集成的應用程序中，包括：專業(yè)模型、GIS 組件、其他模型三個模塊，開發(fā)環(huán)境為VB、VC等，此類開發(fā)環(huán)境具有可視性。

2 森林防火信息系統(tǒng)的功能設定

2.1 系統(tǒng)組成

森林防火信息系統(tǒng)中有效結合了GIS、RS等技術，結合相關有效信息數(shù)據，完成系統(tǒng)開發(fā)。信息數(shù)據包括：地基信息數(shù)據、遙感傳輸影像數(shù)據、火點地理信息、氣象信息等。此系統(tǒng)功能包括：甄別火點地理信息的準確性，查詢火點地理信息、預測分析火情預期、分析火災救援方案、分析災后經濟損失。森林防火信息系統(tǒng)包括四個模塊：數(shù)據庫系統(tǒng)、火災預警預測系統(tǒng)、火災救援系統(tǒng)、火災損失評估程序。

（1）數(shù)據庫系統(tǒng)?；瘘c地理信息、衛(wèi)星遙感信息影像、火點信息分布情況、歷史火災信息數(shù)據。在此程序中能夠有效掌握已發(fā)生與將要發(fā)生的火災案情信息，提升火災成因分析、火災救援方案等各項工作的可行性。

（2）火災預警預測系統(tǒng)?；馂碾U情預測、GIS 空間分布、火災險情區(qū)域劃分。借助智能技術，有效預測火災發(fā)生的潛在可能性，減少火災發(fā)生次數(shù)。

（3）火災救援系統(tǒng)。精確確定火點位置、火點救援方案分析、最短路徑參考、火災現(xiàn)場三維影像。在火災發(fā)生期間，有效采取應對措施，提升火災的救援效率，減少火災帶來的損失。

（4）火災損失評估程序。有效開展火災后的經濟損失評估。

2.2 開發(fā)環(huán)境

森林防火信息系統(tǒng)的運行平臺為一般性高檔微機，操作系統(tǒng)為Windows2000，語言版本為中文，開發(fā)語言為VB，組件為Mapobjects，數(shù)據庫為SQL Server，完成系統(tǒng)開發(fā)。

2.3 關鍵技術

2.3.1 3S 技術 3S 技術應用作為信息技術發(fā)展關鍵元素，從遙感影像數(shù)據中能夠有效完成信息獲取，在GPS定位、確定方向、完成導航的基礎上，經地理信息系統(tǒng)予以綜合處理，有效提供各類圖件，科學提出決策方案。在3S技術的應用程序中，加強森林防火管理，提升森林火災預測效果，從信息技術、智能檢測、實時感應等方面逐一實現(xiàn)。

2.3.2 數(shù)據庫設計 森林防火系統(tǒng)的數(shù)據信息需求包括：基礎地理信息、遙感數(shù)據資料、氣象信息等。針對實際需求的數(shù)據信息類型，逐一完成信息數(shù)據庫設計，便于提升數(shù)據集成、處理效果。

2.3.3 數(shù)據信息種類 數(shù)據類型包括：空間圖形、屬性兩種。其中，屬性數(shù)據具體表現(xiàn)為：森林屬性數(shù)據信息、防火應急信息、火災險情評估、其他社會信息。空間圖形數(shù)據具體表現(xiàn)為：影像地圖、森地矢量、重點林區(qū)。

2.3.4 LOD顯示 地圖用于完成地理信息顯示功能，在設計中添加了數(shù)個功能符號，簡化圖形表達能力，提升用戶辨識能力。在此模塊中，能夠快速顯示林區(qū)，林區(qū)圖可采取放大或者縮小等形式，綜合開展地圖瀏覽，提升用戶對空間信息的獲取能力。LOD技術能夠精準顯示所測區(qū)域的面積大小，保障圖畫觀測的清晰度[2]。

3 運行實例

3.1 火災預警預測系統(tǒng)

火災險情預警與檢測的流程，主要檢測數(shù)據包括：歷史火災動態(tài)、氣象條件、地質地貌等信息。預警系統(tǒng)是在火災發(fā)生次數(shù)較多的區(qū)域有效運行的。預測流程是依據特定的預測程序，加強數(shù)據分析與處理，繼而獲得火災發(fā)生等級，以此測定火災發(fā)生的潛在危險性。

森林火災預警信息包括：火災險情的天氣情況，火災發(fā)生的潛在可能性，火災等級等?；馂碾U情天氣情況預測項目，能夠預測天氣條件，判斷火災發(fā)生的可能性?；馂陌l(fā)生的潛在可能性，此項預報項目，綜合考量天氣條件的基礎上，針對發(fā)生火災元素加以有效分析，判斷其發(fā)生火災的可能性，火災元素包括：可燃物，考量其干濕程度，火源發(fā)生規(guī)律等，此類火災元素在雷擊作用下，有可能形成火災，存在人為失火的可能性；火災等級是在火災險情預報的基礎上，依據火災發(fā)生的潛在因素，測定火災發(fā)生時的多重屬性，比如火災蔓延速度、火災能量釋放能力、火災強度、撲火難易度等。

3.2 火災救援系統(tǒng)

火災救援系統(tǒng)具體表現(xiàn)為：最短救援路徑、火災緩沖區(qū)規(guī)劃、火災精確點位置確定等。在火災險情信號發(fā)射同時，加強火點定位效果，便于精準掌握火點的真實位置?；瘘c定位法：依據實際提供的多重坐標，完成火點定位，將其標注在森林資源圖中，便于查看森林資源的分布情況，比如道路、水系、居民等，提升撲火救援工作的有效性[3]。火點定位法應用時，采取的是x、y 兩個坐標設定方式，坐標數(shù)據取小數(shù)點后兩位，以此保障定位的精準性。

最短救援路徑的查找程序：設定救援人員所在位置為1，火點發(fā)生位置為2，計算1與2之間的最短路徑，測量此路徑對應的道路長度。森林系統(tǒng)模擬采取的比例為1:10000，在衛(wèi)星影像完成圖形信息準確性的矯正基礎上，建立道路幾何空間網絡圖，借助幾何網絡的調取與查詢兩種功能，完成最短路徑的查詢程序，優(yōu)化森林撲救所需的路程消耗時間。

3.3 災后損失評估

開展森林火災損失評估，作為森林防火工作的關鍵項目，精準有效地實施森林災后損失評估工作，有助于火災管理人員科學掌握森林火災發(fā)生的實際情況、森林受損情況等。損失評估項目包括：經濟發(fā)展、社會因素、自然條件、環(huán)境因素等，此類因素具有不確定性、動態(tài)變化性，難以精準開展評估工作，各項屬性數(shù)據具有模糊性，估值具有難度。在損失評估程序中輸入相關參數(shù)，開展計算，損失評估以經濟量化為主，此種評估代碼較為簡單，算法不具有復雜性。綜合考量用戶的評估需求，有效測算火災燃燒面積、森林受災情況等。

在災后損失評估程序中，包括評估因子、數(shù)據輸入、計算結果、其他四個項目。

（1）評估因子包括：林木直接受災情況、林木間接受災情況、死亡人數(shù)、重傷人數(shù)。

（2）數(shù)據輸入項目：林木燒死面積，單位為m2；火災不出材率，單位為%；林木燃燒間接損失，水資源消耗，單位為元；旅游項目損失，單位為元。

（3）計算結果：林木直接損失，單位為元；林木間接損失，單位元；人員死亡損失，單位元；人員重傷損失，單位元；火災指數(shù)。

（4）其他：火災引起的土地資源受損情況；對周邊農業(yè)區(qū)帶來的污染；燃燒引起的大氣污染；等。

4 結論

綜上所述，以組件GIS技術為核心運行的森林防火信息系統(tǒng)，完成了各項信息的集成，具體集成信息包括：基礎地理、森林資源、遙感數(shù)據等，為開展現(xiàn)代化森林火災防護工作提供了有效支撐。后續(xù)應持續(xù)研發(fā)火災相關救援措施的有效性與針對性，借助相關技術實施可視化開發(fā)模式，全面提升現(xiàn)代化森林防火工作的有效性。