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摘要：指出了在新形勢、新經濟與社會高需求時代，我國林業快速發展，為保證國家林業產業的安全穩定發展，國內各地區都紛紛建立了集智慧決策現代化、反應迅速化、數據科學化、技術智慧化于一體的森林消防綜合管理體系。該體系中技術類型豐富，其中的多種技術也從多個方面實現了對森林火災的有效預測、防范和治理。以我國廣西地區的大明山自然保護區為例，探討了當地在森林消防方面的智慧信息化先進防控策略。

關鍵詞：森林消防；智慧化防控技術；地理信息系統；視頻監測；智慧分析

1引言

廣西大明山森林消防項目主要根據國家林業局的《林業發展“十三五”規劃》、《中國智慧林業發展指導意見》以及《廣西大明山國家級自然保護區總體規劃（2014～2023年）》等相關文件建設要求展開。它專門圍繞大明山現有的國家級自然保護區保護管理政策方法、科研監測成果以及生態旅游發展現狀展開，深度探究了當地基礎設施信息化建設的可行性，希望結合云計算、物聯網、大數據、移動互聯網等新一代信息技術，再結合物聯化、感知化、智能化相關手段爭取實現對自然保護區中森林資源的立體化感知、精細化保護與動態化監管，滿足業務系統及智慧保護創新模式應用要求，確保當地自然保護區能夠實現集約化與智能化發展，特別是有效控制森林火災的肆意發生，做到對自然保護區的安全可持續經營。

2自然保護區基本概況

大明山山脈位于廣西地區中南部，總面積達到15萬hm2，其中林區最低海拔200m，最高1760m，是周邊33條河流的發源地。大明山山區及周圍有62座水電站，灌溉450萬畝農田，直接保證300萬人受益。大明山保護區就位于林區的中部位置，占地達到1．7萬hm2，自2002年升級為國家級自然保護區以后，其保護區內的常綠闊葉林、松林與八角經濟林建設也初見規模，已經建成了典型的亞熱帶特征森林生態系統，也成為了廣西著名的風景區，每年接待游客超過10萬人以上。（1）森林消防隊伍建設：經過多年的建設，目前保護區已擁有一支120人規模的森林消防隊伍，在此基礎上，2010年又在保護區周邊招聘兼職護林員，保護區周邊的防火安全，減少周邊社區對保護區的火災威脅。為強化護林員的撲火知識和撲火實戰技能，每年組織管理局所有護林員，分3批進行森林防火培訓，并派員參加全國性森林防火工作培訓3～5期，有效提高森林撲火指揮員的指揮作戰能力以及提高護林員的撲火技能和火災安全自救技能。（2）森林防火設施建設：森林防火設施設備不斷得到完善，擁有的設施設備有：防火指揮車、防火運兵車、巡護摩托車、望火樓、差轉臺、中繼臺、衛星電話、手持對講機、望遠鏡、GPS、滅火機、撲火服、二號工具、發電機、油鋸、帳篷、睡袋、TOSHIBA投影機、相機、24km的防火林帶、120km的巡護林道、防火宣傳牌。（3）林區巡護，確保林區安全：森林防火指揮部辦公室實行24h值班制度的同時，加強林區日常巡護，并合理規劃巡護路線，在林區內不留死角；針對清明節、端午節等傳統節日期間，強化特別期間的林區巡護；根據每年冬季農閑季節是村民上山打獵的高峰期，于每年11、12月份組織4組護林員，每組約20人次，有針對性地進山巡護，有效打擊各種林區違法行為，有效消除由此帶來的各種火災隱患。（4）森林防火宣傳：根據保護區冬春干旱季節和各個節假日上山游客增多的特點，每年有針對性地強化森林防火宣傳工作，組織護林員在保護區周邊主要路口和人員集中地張貼森林防火標語，在保護區周邊集市等人員集中地發放新《森林防火條例》等各種傳單，在進山主要路口懸掛橫幅，粉刷保護區所屬的森林防火宣傳牌。四級以上森林火險等級和各旅游旺季，在檢查站設卡，對游客進行森林防火宣傳，嚴禁游客攜帶火種進入林區。

3存在的問題

3．1森林火災隱患大

由于大明山保護區集體林區多為人工林，林內易燃物大量堆積，增加了發生森林火險的機率，再加上周邊村民防火意識淡薄，在集體林區內燒荒開墾、生火取暖煮飯、掃墓等是導致集體林區火災發生的原因。一旦發生森林火災，會對保護區的森林面積產生最直接的危害。

3．2砍伐及占用林木的行為時有發生

由于社區部分村民對野生植物的保護意識不夠強，部分村民會偷入進山砍伐林木，使大明山保護區集體林區在底山丘陵區的植物明顯減少，森林生態系統全面退化，；同時因為社區村民其他的經濟收入來源不高，種植八角可以獲得較高的經濟效益，部分村民會偷偷越界擴大種植面積，占地種植和經營八角經濟林增加了保護區內人為活動，火災隱患增多，動物棲息受干擾。

4自然保護區森林消防項目建設目標

大明山自然保護區周邊擁有218個村屯，其保護區管理區對于保護區的管理工作非常重視，一方面希望加大宣傳教育力度，強化群眾生態保護意識，一方面也希望成立半專業森林消防隊，隨時隨地參與到林區保護與森林消防工作當中。從建設目標來看，首先要實現系統建設，全面提高火險等級的預測預警能力，保證森林消防過程的指揮順暢。具體來講，大明山自然保護區森林消防項目就應用了以智慧分析、GIS視頻監測網絡為核心的兩項關鍵技術，同時配合多項分支技術，希望最快、最準確、最及時、最有效地實現森林防火預警保障，通過森林消防系統技術的優化建設來實現自然保護區有效管理，優化巡檢、自動識別及火災快速定位過程，達成森林火災高效防控目標［1］。

5大明山自然保護區的森林消防有效防控策略

大明山自然保護區為優化森林消防項目專門建設了六大平臺，即智慧保護平臺、智慧監測平臺、智慧科普平臺、生態旅游平臺、數據資源平臺和基礎設施平臺。這六大平臺中涵蓋了多項森林消防智慧化防控策略內容，這里主要介紹其中兩點。

5．1基于智慧分析的森林火災防控策略智慧分析技術是智慧消防管理模式中的重要分支技術，它作為整個管理模式的核心存在，可實現對火情地點的精確定位，模擬林火蔓延范圍，并分析周邊應急資源及撲火作戰路徑。

5．1．1對火情地點的精確定位

對火情地點的精確定位是自然保護區中智慧分析系統的重要技術內容，它能夠精確確定林火發生的地理位置，并引導森林火情的撲救指揮工作，實現火點定位背景下的多點聯動，結合不同視角觀察、核實火情，并深入分析撲救位置的實際應用價值。比如說基于智慧分析的單點測量方法就擁有較高實用價值。結合上述計算進行單站點的火情地圖精確定位，配合數字云平臺進行參數分析，主要針對林區中火情的具體地理位置坐標、坐標方位角、垂直角，圍繞這些指標參數建立數字化高程模型，再利用地理信息系統中的空間分析技術對森林火情中的坐標以及海拔高度進行綜合分析，為隨后的多點聯動核實火情工作打好基礎。

5．1．2多點聯動核實火點定位

多點聯動核實火情應該結合不同視角展開，精確定位森林火情，考慮是否要出動撲救。在智慧分析系統中，其系統界面會直接觀察火情核實地點，通過地理信息系統中的緩沖區與疊加分析方法對火情進行第一時間監測。這里會采用到前端監測系統，大明山自然保護區就設置了多個前端監測系統，每一個系統都會將火情所面向的方向夾角、仰俯角以及火情到監測塔的距離反饋給系統，使得系統能夠時刻以不同視角核實火情，滿足對火情的準確定位條件。對火情的準確火點定位應該成為大明山自然保護區森林火災防控工作的核心內容，它能夠滿足當地區域內森林防火的打早、打小和打了基本需求，是森林防火智慧管理模式中的重要功能［2］。

5．2基于GIS視頻定位的森林火災防控策略

GIS視頻定位技術能夠為大明山自然保護區提供森林火災防控空間位置，也能劃分特殊目標區域，特別是它的現場定位搜索技術能力突出，是當地森林火災智能化防控的得力技術。從對GIS視頻定位設備的應用來看，它的便于攜帶保證了森林現場火災防控的便捷性與快速性。該設備能夠準確反映出火情地點的經緯度坐標值，確定坐標值地理信息，以便于第一時間實施火災撲救。以下主要從GIS視頻定位的技術條件與技術算法兩方面展開分析。

5．2．1對GIS視頻定位條件的明確

在使用GIS視頻定位技術之前，當地技術人員首先明確了它的視頻定位條件。首先，是視頻監測圖像的觀測角度，它基于攝像機水平方位角與垂直方位角展開，將視頻系統與GIS系統結合到一起，通過對視頻的監控觀察來發現突發火情，鎖定火情點位，并將所監測到的所有現場圖像信息都回傳反饋到監控中心。此時，GIS平臺也會為視頻監控目標位置提供簡易有效的搜索條件。其次，是對GIS視頻定位的觀測范圍與地形圖確定，它主要通過GIS來分析當前的視頻監控目標位置，然后結合攝像頭位置與基本地形圖進行兩個圖層的綜合化分析。這里要首先利用GIS明確攝像頭觀測方向，然后給出地形圖的大體概述，根據地形圖所要求的觀測方向進行剖面分析，求解獲得GIS視頻定位目標與攝像頭監測位置的剖面圖。最后，再根據視頻身相投的垂直方位角度進行分析，對視頻監控目標進行最終定位。

5．2．2對GIS視頻定位的算法分析

（1）結合災情監控圖像首先定位攝像頭位置，鎖定攝像頭的監測方位與范圍。

（2）利用計算機串口接收到攝像頭，對攝像頭的水平偏轉及垂直偏轉角度進行調整控制。

（3）建立GIS臨時圖層，主要用于火情定點分析。此處結合攝像頭的水平偏轉角度明確圖層水平方向，劃定中心監測線。

（4）將地形圖層按照中心監測線的方向進行剖面分析。

（5）標明方向監測線的剖面曲線與垂直方向交點位置。

（6）進行判斷，如果上一步沒有產生任何交點位置，要重新對攝像頭拍攝角度值進行調整，以保證對火點進行重新定位。

（7）在火點定位成功以后，要在定位線的末端位置標出視頻定位點，確定視頻的定位點位置及地名。在大明山自然保護區的森林消防工作中，準確定位火點是關鍵，但除判斷火點位置以外，還要判斷火點樹種、林種等等以保證找到森林火災撲救的最佳路徑，特別是對著火點的生態資源分布尤其是水源分布進行分析，以保證有效組織救援工作［3］。除上述兩項重要技術外，大明山自然保護區在森林消防方面還應用到了保護區資源動態監管系統，實施在線地圖規劃應用，優化檔案管理工作，保證林區內的所有動植物資源都被有效管理。同時也提出了災害損失管理與車載GPS管理內容，實現了對保護區森林資源的全面管理過程，有效防控了森林火災的發生。

6結語

本文著重分析了廣西大明山自然保護區對自身森林資源的有效保護措施，特別是針對森林火災的各項智能化防控技術應用到位，減少了傳統森林消防手段中所存在的盲目性與不確定性，為地方林業健康可持續發展奠定扎實基礎。

參考文獻：

［1］張蘭金．廣西大明山森林防火的問題與對策［J］．民營科技，2017（5）：220．

［2］張民俠，鄭懷兵．基于智慧感知、分析、處置方法的森林智慧防火［J］．南京理工大學學報（自然科學版），2016（6）：694～699．

［3］張理敬．森林火災探測器關鍵技術研究［D］．青島：中國海洋大學，2008．

［4］梁濤，張麗麗．基于GPS的異地考勤管理系統設計與實現［J］．中南民族大學學報（自然科學版），2016（2）：111～115．042

作者:吳玉雪 單位:廣西大明山國家級自然保護區管理局