基于智慧林業(yè)的森林防火方案研究

許嘉慶

(山東省淄博市張店區(qū)園林綠化服務(wù)中心，山東 淄博 255000)

森林火災(zāi)是一種破壞性極強(qiáng)的森林災(zāi)害類型，森林火災(zāi)的發(fā)生不僅導(dǎo)致大量的林木資源、林下經(jīng)濟(jì)資源被燒毀，對周圍居民的生命健康、財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成一定的威脅，還會直接影響到野生動物的棲息環(huán)境，導(dǎo)致水土流失、下游河流水質(zhì)下降、大氣污染等一系列問題。

針對森林火災(zāi)的主要特征以及具體危害，積極構(gòu)建有效的森林防火體系，通過制度層面的完善及新興技術(shù)的應(yīng)用，提高森林防火工作水平，對于我國林業(yè)健康發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)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(zāi)事故的發(fā)生，在不同程度上反映了現(xiàn)階段森林防火技術(shù)體系缺陷以及防火監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的短板。積極探索森林防火具體特征，反思森林火災(zāi)事件中暴露出的問題，提出有效的解決建議，探討智慧林業(yè)森林防火方案，對于我國當(dāng)前的森林防火工作具有十分重要的意義。

1 智慧林業(yè)中森林防火方案的需求分析

在林區(qū)森林防火工作中，準(zhǔn)確、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)林區(qū)內(nèi)的早期火災(zāi)，實(shí)現(xiàn)“打早”、“打小”等管控目標(biāo)，是森林防火技術(shù)體系的核心問題。分析既往發(fā)生的森林火災(zāi)事故，完善、健全林區(qū)消防體系防火方案顯得尤為重要。

1.1 現(xiàn)階段森林防火存在問題

森林火災(zāi)中的人為火險(xiǎn)率較高，雖然有嚴(yán)格控制進(jìn)入林區(qū)人員攜帶火種、林區(qū)防火宣傳等制度，但火災(zāi)隱患仍然十分突出；巡護(hù)壓力較大，林區(qū)的防火宣傳以及巡查工作主要依靠人工的方式進(jìn)行，部分林區(qū)的面積相對較大，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的巡查難度較高；人工管控的難度大，雖然智慧林業(yè)的理念受到了高度關(guān)注，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)逐步應(yīng)用于林區(qū)的防火監(jiān)管、防火巡查工作之中，但科技手段不足、新興技術(shù)的應(yīng)用未能充分發(fā)揮其作用的現(xiàn)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(shè)計(jì)者要明確智慧林業(yè)之下防火工作的客觀需求，從立體化監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建、資源管理圖的繪制、綜合化管理平臺的開發(fā)等角度入手，合理設(shè)計(jì)森林防火方案。

1)立體化監(jiān)測網(wǎng)的布置能夠有效減輕工作人員的巡護(hù)壓力，借助林上火監(jiān)測、地網(wǎng)監(jiān)測與人網(wǎng)監(jiān)測的協(xié)同運(yùn)行，構(gòu)建一體化、集約化的測控管理體系，最大限度提高林區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的巡查力度，減少森林的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

2)林區(qū)設(shè)計(jì)的資源相對豐富，各區(qū)域的資源管理缺乏精細(xì)化、圖形化理念，沒有對各個(gè)區(qū)域的資源分布情況、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行精細(xì)化處理，會嚴(yán)重制約資源管理工作的開展。為此，決策者需要從如何實(shí)現(xiàn)精細(xì)化資源管理、準(zhǔn)確落實(shí)各項(xiàng)管理舉措出發(fā)，繪制資源管理“一張圖”。

3)森林防火方案的應(yīng)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(jià)值，為了保證信息的及時(shí)共享以及綜合化管理的實(shí)施，相關(guān)技術(shù)人員有必要結(jié)合當(dāng)下林區(qū)防火工作的實(shí)際情況，積極開發(fā)綜合化管理平臺。管理平臺的研發(fā)需要重視林區(qū)資源的綜合化管理、防火物資的綜合化管理、生態(tài)服務(wù)工作的開展以及火情發(fā)生時(shí)的指揮調(diào)度等，重視各項(xiàng)業(yè)務(wù)的全面覆蓋。

2 智慧林業(yè)森林防火方案

2.1 強(qiáng)化對智慧林業(yè)森林防火體系的架構(gòu)

在智慧林業(yè)的條件下，要實(shí)現(xiàn)對林業(yè)資源火災(zāi)的有效防范，在進(jìn)行防火體系架構(gòu)的過程中先進(jìn)行相應(yīng)的體系構(gòu)建。從信號采集、數(shù)據(jù)傳輸、電力供應(yīng)和數(shù)據(jù)應(yīng)用等多個(gè)角度來進(jìn)行建設(shè)，確保對森林火災(zāi)隱患的全面監(jiān)控和把握。

從信號采集角度來看，相應(yīng)的工作可以通過進(jìn)行高空瞭望系統(tǒng)、攝像監(jiān)控系統(tǒng)等方面來完善，其能夠?qū)崿F(xiàn)對森林資源現(xiàn)狀信息比較全面的把握；獲取的信息通過有效的數(shù)據(jù)傳輸對信息進(jìn)行反饋，為管理決策工作提供便利條件。實(shí)際工作之中通過對“5G”傳輸技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，將良好地保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和有效性；在供電系統(tǒng)的建設(shè)方面，可以對現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和太陽能發(fā)電技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，這些能源具有較為顯著的清潔性和便捷性特征，同時(shí)利用難度較低，可以為整個(gè)防火系統(tǒng)形成較為充足的電力保障；在完成數(shù)據(jù)采集以及傳輸之后，對數(shù)據(jù)的合理應(yīng)用成為最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。為了對數(shù)據(jù)形成有效的應(yīng)用，相關(guān)單位通過對已經(jīng)完成采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為GIS應(yīng)用，在出現(xiàn)火災(zāi)情況的時(shí)候，可以及時(shí)觸發(fā)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對森林火災(zāi)有效撲滅，也可以通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的智能化分析，在事故中出現(xiàn)之前實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警的效果。

2.2 推進(jìn)森林防火子系統(tǒng)建設(shè)

完成對智慧林業(yè)防火體系的整體架構(gòu)之后，需要著重從各個(gè)子系統(tǒng)的建設(shè)入手，促進(jìn)智慧林業(yè)防火措施的完善。

1)對目標(biāo)林區(qū)的基本信息進(jìn)行踏勘與調(diào)查，并在合適的位置進(jìn)行報(bào)警裝置的設(shè)置，在相關(guān)裝置被觸發(fā)的情況下，會自動將相應(yīng)的信息采集設(shè)備啟動，從而對火災(zāi)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行拍照、錄像等。為了達(dá)到對現(xiàn)場狀況進(jìn)行拍照與攝像的目的，還需要對視頻巡檢子系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)。基于當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程巡檢設(shè)備的設(shè)置，通過視頻、電子地圖等對遠(yuǎn)程自動巡檢人員的位置、巡檢狀況等進(jìn)行采集，實(shí)時(shí)地傳輸相應(yīng)災(zāi)害發(fā)生的現(xiàn)場狀況，為決策工作提供依據(jù)。

2)為了增強(qiáng)報(bào)警系統(tǒng)與視頻系統(tǒng)的聯(lián)動效率，進(jìn)行兩個(gè)子系統(tǒng)建設(shè)的階段，可以從三個(gè)方面來進(jìn)行整體工作的強(qiáng)化。第一，在報(bào)警觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置階段應(yīng)當(dāng)盡可能選擇較為關(guān)鍵的位置進(jìn)行布置，同時(shí)采用較為可靠的技術(shù)手段，例如聲光報(bào)警系統(tǒng)等，強(qiáng)化人員在面臨具體災(zāi)害問題的安全性；第二完善報(bào)警視頻設(shè)備建設(shè)，尤其是需要對現(xiàn)有的視頻設(shè)備的更新，確保在實(shí)際使用過程中能夠充分地發(fā)揮自身作用；第三，推進(jìn)多級平臺建設(shè)，保證在火災(zāi)發(fā)生的階段能夠?qū)崿F(xiàn)對火災(zāi)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測、出警和指揮工作。

3)在森林防火自信通建設(shè)過程中，也需要加大對當(dāng)前的無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，通過依托無人機(jī)對火災(zāi)區(qū)域進(jìn)行航拍的方式，增強(qiáng)自動巡護(hù)工作的全面性，在該技術(shù)之中也有必要在無人機(jī)平臺進(jìn)行紅外熱成像傳感器的搭載，在巡航的同時(shí)對潛在的火災(zāi)隱患進(jìn)行及時(shí)掌握，降低森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 強(qiáng)化地面防護(hù)工作

傳統(tǒng)森林火災(zāi)防護(hù)工作過程中，地面巡航措施往往占據(jù)主導(dǎo)作用，地面巡護(hù)的開展主要依托人員、車輛、瞭望塔等手段來完成巡護(hù)。隨著當(dāng)前智慧林業(yè)技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)的地面監(jiān)測手段應(yīng)用空間已經(jīng)顯著減少，但在實(shí)際的森林防火推進(jìn)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(hù)質(zhì)量比較高，決策靈活性較強(qiáng)。因此在后續(xù)的工作之中可以結(jié)合現(xiàn)有的視頻監(jiān)測手段與人員和車輛的地面巡護(hù)手段，共同展開。在交通便利程度低、人煙稀少的地區(qū)可以進(jìn)行視頻監(jiān)測手段作為主要的巡護(hù)手段，而對于交通通達(dá)性強(qiáng)的地區(qū)，主要采用人員和車輛來進(jìn)行展開工作，從而降低整體的巡護(hù)成本，也能夠充分地發(fā)揮出智慧林業(yè)在森林火災(zāi)巡護(hù)工作之中的作用。

2)瞭望臺監(jiān)測在傳統(tǒng)的監(jiān)測之中具有較高的地位，這一技術(shù)的缺陷在于受地理環(huán)境影響較大，且傳統(tǒng)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(xiàn)象，可以將當(dāng)前已經(jīng)成熟的視頻監(jiān)視及紅外識別技術(shù)等整合到傳統(tǒng)的瞭望臺監(jiān)測之中，增強(qiáng)準(zhǔn)確性和覆蓋面積同時(shí)能夠減少對瞭望員的使用，降低巡護(hù)人員人身安全受到雷電、野生動物等威脅的可能性。

3 結(jié)論

森林防火工作的開展對林業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展有著重要意義，在當(dāng)前形勢下，將新興技術(shù)應(yīng)用于森林防火工作，積極構(gòu)建智慧化林業(yè)體系，具有一定的迫切性。近年來我國發(fā)生的數(shù)起森林火災(zāi)事故，深刻反映了現(xiàn)行防火體系面臨的若干問題。明確人為火險(xiǎn)、巡護(hù)壓力以及人工管控等環(huán)節(jié)的重要性，逐步構(gòu)建能夠主動、及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期森林火情，結(jié)合監(jiān)測防控技術(shù)掌握的信息對火情進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并在短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)，避免火情成災(zāi)，是當(dāng)前智慧林業(yè)建設(shè)以及森林防火體系完善迫切需要解決的問題。