森林火灾是一种经常发生的森林灾害,具有突发性、破坏性的特征,造成森林资源的巨大损失,严重威胁社会安全。林火预测预报是林火动态管理工作中的关键措施之一,它为林火管理提供了科学的决策依据。针对野外地表可燃物燃烧性受气象环境影响而难于动态真实评价的问题,研究选取中国林业科学研究院华北林业实验中心林场作为研究区域,并选择油松(Pinus tabulaeformis)林地表可燃物、栓皮栎(Quercus variabilis)林地表可燃物、荆条(Vitex negundo var.heterophylla)灌木丛地表可燃物三种可燃物为地表可燃物研究材料,应用GIS数字地形分析、红外影像分析、计算机模拟等技术,基于动态气象数据和地表可燃物燃烧实验建立并提出地表可燃物燃烧性综合评估的模型、方法与流程,实现了地表可燃物燃烧性综合动态评价。本研究有效地提高森林火险预测预报的准确度,同时为基层的森林防火工作提供科学依据。主要结果和结论如下:(1)建立了多个山地气象插值模型,实现了山地火险气象环境的空间模拟。利用林场内在线气象站实时实地监测的火险气象数据,基于数字地形分析技术(DTA)进行火险气象空间插值研究,预测林场小班上火险气象因子值。研究中用PRISM插值模型、MTCLIM插值模型、WindNijia插值软件分别预测气温、降水、湿度、风速四个火险气象因子。山地火险气象插值模型的预测精度都比较高。日气温PRISM空间插值模型预测精度情况为:MAE在0.34-0.57℃之间,RMSE在0.36-0.59℃之间。日降水PRISM空间插值模型预测精度情况为:MAE为1.68mm,RMSE为2.26mm。大气湿度MTCLIM空间插值模型的精度情况为:MAE的范围是3.07-6.21%,RMSE在1.78-5.84%范围间,平均相对误差在25%以内。(2)建立了地表可燃物含水率的预测模型,实现了含水率的动态预测。研究地表可燃物水分含量的阶段变化原理。基于降水、温度、湿度、风速等火险气象动态数据、地表可燃物失水特性和蒸散机理模型,研究构建地表可燃物含水率分段预测模型。通过分析地表可燃物失水特性建立快速失水阶段的含水率预测模型,研究发现油松地表可燃物含水率预测模型的预测比较精确,总体精度指标情况是:MAE为1.19%,MRE为7.2%。在波动阶段的含水率预测模型中,彭曼公式的修正系数为0.33。不同温度下油松地表可燃物材料的失水特性不同,温度越高,水分蒸发速度越大,失水特征曲线越陡。(3)提出了一种新的地表可燃物燃烧性评价方法和手段,实现了燃烧性的动态综合评价。基于红外影像分析技术、聚类分析方法和点燃观测实验,研究利用红外观测指标进行地表可燃物燃烧性的动态综合评价。基于不同含水率对应的燃烧性性能档案库,研究地表可燃物燃烧性等级评价规则的提取,实现了地表可燃物燃烧性的等级评价。三种类型地表可燃物的燃烧性等级评价规则结果为:油松地表可燃物燃烧性等级评价设置的四个含水率阶梯大小为48.6%、30.0%、21.2%、10.8%。荆条灌木丛地表可燃物燃烧性等级评价所依据的含水率梯度大小为48.1%、42.5%、27.8%、22.4%。栓皮栎林地表可燃物燃烧性等级评价所依据的含水率梯度大小为29.3%、22.6%、15.8%、11.2%。