信息化建设在森林防火工作中的作用

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　　摘要    大蜀山森林公园通过规范标准实现信息整合与共享，打造了贴合实战要求的森林防火可视化信息操控系统平台。本文阐述了森林防火信息化建设的可行性、目标，分析了森林防火信息化建设系统需求、建设内容，并对建成后的效益进行分析，以期提高森林防火工作的科学化、信息化和专业化水平。
　　关键词    森林防火;信息化;大蜀山森林公园;建设目标;建设内容
　　中图分类号    S762.2        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）04-0140-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　森林火灾是森林重要灾害之一，不仅严重破坏森林资源，造成严重经济损失，对灾区及周边地区环境也会造成严重污染。在全球范围内，森林防火工作都是一个难题。林业信息标准化的制定，为打造全新的森林防火工作管理模式提供了良好的条件。
　　大蜀山森林公园管理处位于合肥市玉兰大道8号，现有在职职工221人，隶属合肥市林业和园林局，为全额拨款一类事业单位，主要负责森林资源管护、森林防火、环境管理、病虫害防治、森林旅游服务、生态环境教育宣传等工作。大蜀山森林公园作为国家级森林公园，其已被划分为森林火灾高风险区，也是合肥市公共安全十大隐患单位。目前，来大蜀山休闲、健身的市民及游客数量日益增加，呈现井喷态势，日最高接待游客量近10万人次，2018年年接待游客逾600万人次，尤其是森林防火期（春节及清明节）大量市民及游客聚集景区，给景区森防工作造成极大的隐患。2012年，市政府又将西扩景区360 hm2景观林纳入蜀山森林公园统一管理，使得大蜀山森林公园森林防火及安全工作进一步加大，森林防火任务更重。
　　大蜀山森林公园通过新技术突破原有的应用瓶颈，通过规范标准实现信息整合与共享，进而打造贴合实战要求的森林防火可视化信息操控系统平台。
　　1    森林防火信息化建设的可行性
　　1.1    市民高度认同，政府充分认可
　　目前，大蜀山森林公园的森林防火、公共安全等管理工作均为人工直接管理，信息化程度低，管理任务重、难度大，尤其是每年防火紧要期，全员参与公园的森林防火、公共安全工作。公园各项措施的实施得到了市民高度认同及政府的充分认可。
　　1.2    周边市政设施齐全，天网系统完善
　　随着城市化进程的加剧，“大湖名城，创新高地”战略的推进，大蜀山现已成为合肥市市区标志性森林公园，周边市政设施齐全，环景区天网布局完善，但景区的信息化系统仍未建立，亟待完善与提高。
　　1.3    森林防火形势严峻
　　大蜀山国家森林公园为开放式、公益性森林公园，入园方式随意，人为火源难以控制。年600万人次以上游客量给公园森林防火造成巨大压力。目前，主要依靠人工监测巡查进行火灾防范管理，已经不能适应当前游客井喷式增量的复杂局面，亟需新的技术与管理手段提升管理水平与管理效率。为保护好大蜀山现有森林资源安全，确保大蜀山不发生森林火灾，实施火险隐患监控意义重大[1]。
　　2    森林防火信息化建设目标
　　通过信息化的建设，可以全面提高大蜀山森林公园内森林防火的信息化水平，提高园区森林防火工作的科学化、法制化、规范化、标准化、信息化和专业化水平，做到森林防火与防火教育的有机统一，实现园区安防水平上一个新台阶。通过森林防火信息化建设，实现对园内森林防火的有效监控、林火监测无死角，建立火灾实时报警系统与应急处置系统，确保森林防火指挥和通信通畅，建立有效的森林防火指挥调度体系与辅助决策体系。具体建设目标包括以下几个方面。一是以业务应用为核心，建立、改进、完善大蜀山國家森林公园森林防火可视化信息平台系统，实现公园管理处与各部门之间的信息交流及数据共享，进行信息统计、预测预报，实时、准确、全面地完成信息交流与发布。通过系统的异构整合，以地理信息系统为统一操作界面，实现林火监测、护林员管理、调度指挥等不同信息系统在统一平台上的一体化整合应用。基于触控操作的可视化体验，大大减轻操作人员面对多系统操作的难度。二是以“日常巡护，防火应急”为目标，开发护林员管理系统，记录护林员的日常巡护林任务。发生森林火灾后，主要以配合扑火队伍与前线指挥的需要，采集和上报火场实时信息，感知火场信息，实现联动指挥。三是通过林火监测建设，与护林员系统一同构建前线感知体系，以平战结合的原则，实现林火监测的自动识别、报警定位、火情推送，并对主要进山道路及路口的入园游客人数进行监控，通过信息亭即时发布提示信息。四是建设大蜀山森林防火指挥中心，规划建设大蜀山国家森林公园通信网络，建设标准化的指挥中心与机房设施，为信息化管理与应急调度提供有力支撑。五是开发公众信息服务与发布系统，创新信息服务模式，实现大蜀山信息化管理与公众信息交互，为后期生态保护及面向公众的“互联网+”应用服务提供平台。 　　3     森林防火信息化建设系统需求分析
　　3.1    软件需求
　　灾前的火情感知，不仅需要关注“火”的态势，也要关注“人”的行为。利用先进的技术手段及时获得火情信息的同时，加强人员的管理与监控，防患于未然。通过对大蜀山森林公园森林防火信息化现状的调研，结合大蜀山实际需求，需从以下几个方面分析。一是从业务上分析，主要实现信息化的森林防火监测与人员管理，即通过智能识别火情，有效管控火源，有效弥补人工巡防无法到达之处，并将各类数据信息整合在统一的操控平台上，实现可视化的信息查询与应急处置;同时为广大市民提供生态保护、健康保健、应急疏散等信息服务。二是从结构系统上分析，主要实现4个过程的保障，即前端感知数据采集、智能分析及实时报警、数据处理、数据共享应用和护林员日常管理的数据支撑。三是从功能上分析，主要实现数据库的建库，以数据库为基础实现GIS平台的架构，并以此构建森林防火及其他业务应用系统;GIS平台的建设不仅要满足森林防火指挥系统的需要，更要为“数字大蜀山”的建设提供统一共享的数据基础，实现综合数据的统一管理、统一存储、统一展示，实现一体化的数据管理[2-3]。
　　3.2    硬件需求
　　大蜀山森林公园森林防火信息化项目硬件由前端设备、网络传输、机房及指挥中心建设等3个部分组成。前端设备主要针对火源、火情、公共安全3个维度实时监控，要求火情监测无盲点，信息亭作为面向公众服务。网络传输方面，前线感知系统通过运营商专网与指挥中心相连，前线感知系统须满足合肥“天网工程”接入标准。信息亭通过运营商4G网络与指挥中心及信息发布终端相连。机房与外网连通，与市局对接林火监测实时图像，便于领导掌控全局。
　　4    森林防火信息化建设内容
　　4.1    基于移动终端实现一体化的系统应用
　　目前，多种智能终端可以承担数据的接收和处理，这为火场一线与指挥中心的数据交互，进而实现信息系统有效地支撑前线提供了条件。因此，在数据集中且通信保障的前提下，将更多的分析、运算、数据处理、应用服务应用部署在指挥中心后端，构建全局的信息门户与应用服务的“云端”;针对个人或局部的应用，提供更加细小的“功能颗粒”，将其部署在手机、PDA、车载模块等载体上，力求做到功能单一、有效、简便[4]。
　　4.2    林火红外智能识别
　　林火监测系统具有直观、信息量大、覆盖范围广、实时性好等特点，在森林防火及安全防护监管中发挥了重要作用。红外与可见光2个不同波段监控视频在晴天、雾天、雨天，有无遮挡物等不同环境条件下，对监控目标有不同的响应特征。红外智能识别一体机实现对林火的准确识别：结合2个波段监控视频，在不同环境下视频质量方面可以相互取长补短，为林火监控获得更高的识别率。
　　结合林区实际情况，分别对红外通道与可见光通道的林火识别算法进行优化，可进一步提高对林火的检测识别准确率。同时对2个通道信号探测特征，结合环境变化情况，提供符合当地环境与气象变化规律的判别算法，可进一步排除误报。
　　4.3    信息技术与装备结合
　　众所周知，森林火灾大部分是由人为因素造成。在开展森林防火工作时，对于人群的管理至关重要。在系统设计时，一方面要对游人的行为实施监控管理;另一方面要加强对巡山护林工作人员的管理。一是视频监控的设计、分布不仅要考慮森林火灾的形态特点，同时要考虑到人群活动与行为;二是利用视频红外智能识别手段，不仅能识别报警烟火信息，同时对景区特定区域进出人员进行数量统计，尤其是前期的视频监控建设主要作用就是针对人流道路、寺庙香火等，应将视频系统统一管理后实施红外智能识别;三是通过为护林人员配备护林员管理终端，实现森林防火巡护信息化管理，及时上报火情，可以大大降低火情风险[5-6]。
　　5    效益分析
　　5.1    生态效益
　　在森林防火中应用信息化后，可有效提高森林防火的综合控制能力，最大限度减少火灾的发生，有效保护现有森林资源，持续发挥森林净化空气、固碳制氧、调节气候、提供公众栖息、维护生物多样性等多种生态功能。
　　5.2    社会效益
　　大蜀山森林公园作为合肥市乃至全国主城区内唯一一座国家级森林公园，有利于合肥市森林城市建设、生态环境改善。项目建成后，对维护森林景观、社区稳定、群众生产生活安全以及促进社会经济可持续发展具有重大意义。
　　5.3    经济效益
　　信息化在森林防火应用后的经济效益，主要以减少森林资源灾害的损失、保证森林资源安全、保护好生态建设成果的形式来体现，经济效益融于生态效益和社会效益之中。
　　6    参考文献
　　[1] 高宏伟.基于MAPGIS平台的森林资源管理信息系统开发与研究[J].内蒙古农业大学学报，2009（1）：33-35.
　　[2] 宋亚军.近期林火科学研究文献计量分析[J].北京林业大学学报，2013（2）：56-58.
　　[3] 文东新.林火生态管理信息系统研究[J].中南林业科技大学学报，2010（4）：23-24.
　　[4] 朱颖芳.广州数字林业多系统集成研究[J].中南林业科技大学学报，2012（3）：53-56.
　　[5] 戴寿连，徐爱俊.森林火险评价与防火资源配置系统设计与实现[J].林业资源管理，2011（6）：43-45.
　　[6] 张会可.基于STM32的森林防火监测终端的设计与开发[J].西安科技大学学报，2017（4）：42-43.
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