地理信息系统(GIS)在林火管理上的应用

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  森林火灾是一种由人为引发为主的自然灾害,除了人文因素外,它还涉及到可燃物的类型及其分布状况、地形地貌及气象因素等。随着社会和经济的发展,防灭火人员将极大地依赖于环境和社会方面的综合因素来做出决策。一般来说,这些综合的、动态的信息是相互交织在一起的,很难利用手工的方法来分析和描述它。
  地理信息系统(GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM,以下简称为GIS)是一种集软件、硬件、外部设备、处理数据、使用方法及操作步骤为一体的系统。它是以研究地理或地图数字化采集、存储、分析和管理为主的计算机支持系统,它提供一种全新的、可视的并可与自然资源相联系的方法。林火管理人员可以凭借此系统从纷乱复杂的各种信息中解脱出来,在极短的时间内即可判断林火的发展趋势,还可随时掌握火场状况,及时采取扑救对策,提高扑火效率。GIS技术主要可以应用于林火管理中以下几个方面。
  
  一、可燃物管理
  
  可燃物管理包括有关需要处理的可燃物位置、频度、优先性以及类型等一系列决策。当要决定对某一位置的可燃物进行处理时,须要借助GIS地图数据库和属性数据库考虑如下一系列的空间因素:管辖区域、地形、植被类型、可燃物载量、野生植物的生长习性、已计划烧除或发生火灾的情况、适宜的风向和风速、土壤类型、建筑物密度、到达路径、水系、永久性实验样地、自然火和输电线等。以往利用人工将这些因素综合起来考虑不仅费时费力,效率低下,而且不全面。使用GIS软件,林火管理人员能方便地挑选合适的进行可燃物处理的重点部位,然后利用效益和成本分析来选择是用机械还是手工开设防火线来处理可燃物的最佳方法。最后,利用分析手段来评估所采用的可燃物处理方法与预想的可燃物管理目标是否一致 。
  
  二、林火预防
  
  由于林火预防是在火烧之前,需要大量的信息来制定合适的计划。GIS将过去火灾数据、地形、扑火路线以及植被类型综合起来加以分析,以决定相对的危险程度。在此基础上可以制定相应的巡护时间表和路线,制定和规划位于火险区域内或毗邻处的城乡建筑发展及规模。GIS和它的数据库能处理更多的火场信息,并提供一种更好的人机交互式问答方式来帮助制定符合长期效率管理目标的预先控火措施。使用GIS三维模型处理能直观地显示所选地点状况,可以从宏观上确定需要设置眺望台望点的固定位置以及航空护林巡护路线。
  
  三、调派扑火队及扑火设备
  
  将GIS与林火扑救计算机辅助决策系统相结合,可以制定出首攻计划。这些计划是基于可燃物模型、土地管理目标、当前和潜在的生产力分布、固有的价值与风险的评估、优先指南、地貌、海拔高度、林冠郁闭度、植物种类及其径级等一系列数据做出的。通过网络分析可以将地形造成的距离误差及坡度对到达时间和速度的影响考虑进去,进一步确定选择从那里调派扑火部队、各扑火分队的集结地点、各扑火部队分工扑救区段、携带和使用扑火设备的种类和数量以及长期扑火给养供给路线等。
  
  四、扑救行动
  
  对扑火队员来说,扑火行动可能是最繁重的工作,扑火指挥员掌握必要的信息很重要。GIS可以对整个防火期内每天火情发展态势进行处理和显示,这些叠加在各种专题图上的火图可以和来自每天的红外飞行照片、卫星成像、地面和空中巡护、指挥中心技术人员的分析以及专业人员对林火行为观测的结果等数据和信息结合起来,根据图像中火点位置准确定位。利用GIS反映的周边资源情况和社会经济状况,科学合理地制定人员撤离、自然景观及娱乐设施的保护、扑火队集结地点、最佳扑火路线、首攻时间、采取的扑火方法及使用的扑火设备等各种计划。如果将GIS这一支撑技术与各地已有的林火指挥计算机辅助决策系统相结合,不仅可以拓宽其视野,提高决策的自动化程度,而且在指挥、实施和规划等整个森林火灾扑救行动中发挥重要的作用。
  
  五、自然保护区林火管理
  
  自然保护区林火管理工作已经成为整个防灭火工作中的重要组成部分,并且日益引起各级部门的高度重视。防灭火工作的目标就是保护好环境。在自然保护区域内,国外将闪电产生的火当作对自然生态环境有益的因素。利用GIS能显示和监测闪击及保护区内人员的密度,以帮助确定是由闪电引起的,还是人为引起的火,对不同的着火位置情况将采取不同的防火策略。管理人员可以分享GIS所有信息并结合火场附近的相关数据做出计划决策。管理者能利用通过GIS输入产生的火行为预测来帮助自己决定是否撤离还是扑救,同时还可产生显示当前火场周界的可视图像。
  将森林环境纳入国家生态环境进行规划管理,是未来自然资源管理发展趋势。在进行这一长期艰巨的任务中,防灭火决策人员是一个非常重要的参考者,特别是在他们处理复杂且日益增多的城乡结合部、多部门协作以及对环境的关注等问题时尤为明显。在这些方面,GIS能为我们提供一种有效的手段,用以综合和分析大量的地理数据得出用于制定林火规划和适时决策的有用信息。
  
  作者简介:
  张勇,硕士学位,武警警种指挥学院森林勤务教研室,教员。
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