[發明專利]一種基于GIS和氣象監測網絡的森林火險預警方法

在審

• 申請號: 201911359576.6
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111126701A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張黎明;李玉;張興國;劉明軒;秦如貞
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26;G08B17/00;G06F16/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種基于GIS和氣象監測網絡的森林火險實時預警方法，主要包括森林火險實時預警模型構建和火險預警兩部分：(1)確定本方法中森林火險實時預警模型所需的預警因子；(2)利用AHP方法，計算預警因子的權重；(3)確定預警因子閾值和預警等級的劃分標準；(4)運用GIS相關技術，完成實時預警模型的構建；(5)基于模型，采集實驗數據，進行森林火險預警。實驗結果表明：(1)根據預警模型以及設定的實時預警指標、實時氣象監測數據，可提前1小時獲取預警信號，快速實現縣級、林場級別的森林火險的早期預警和及時響應；(2)通過引入GIS可視化方式，可快速生成有關研究區域森林火險的空間分布信息，直觀的觀察預警等級的變化情況。

技術領域

本發明屬于測繪科學與技術領域，涉及一種運用GIS相關技術和實時氣象監測網絡進行森林火險實時預警的方法。

背景技術

近年來，由于全球氣候的異常變化和人為活動的影響，森林火災時常發生。森林火災較強的突發性、極大的破壞性、嚴重的危害性，會燒毀林木、危害野生動植物、污染空氣，嚴重威脅國家經濟發展、全球生態平衡和個人生命財產安全，導致森林防火趨勢日益嚴峻。因此有效的開展森林防火研究成為迫切需求。在森林防火工作中，森林火險實時預警是關鍵的一環，其對于森林防火工作、保護森林資源和人類生命財產安全具有重大意義，引起了國內外研究學者廣泛的關注和研究。

森林火險預警的研究開始于上世紀20年代，學者們針對其方法和技術開展了深入的研究，并取得了豐碩的成果。典型方法有：多因子預報方法、綜合指標法，“801”火險尺法、雙指標法和三指標法等。隨著遙感技術和地理信息技術的發展，應用遙感技術和地理信息技術解決問題，成為森林火險預警預報工作的兩個重要方法。已有諸多學者運用遙感監測的手段對森林火險預警預報工作展開了研究。覃先林提出基于我國的格網化國家級森林火險等級的定量預報方法，該方法利用MODIS數據和火險指數，較好地實現全國森林火險等級從定性描述到定量估測，但忽略了動態和靜態因子對森林火險等級預報的影響。于成龍基于ETM+遙感數據和GIS技術建立綜合火險指數預測方法，該方法以植被類型、地形、道路網及水系緩沖區數據作為靜態因子，氣象數據和濕潤指數作為動態因子進行森林火險預報，克服了火險預報沒有綜合考慮動態和靜態因子對預報結果的影響的不足。Adab等人提出混合火險指數的概念幫助預報森林火險，綜合考慮了影響森林火災的靜態和動態因子。

基于遙感監測手段的森林火險預警預報研究已取得了較多的成果且相對成熟，上述森林火險預警方法一般是基于一種或多種遙感數據提取森林火險預警相關數據，但忽略了遙感數據的獲取具有周期性，實時提取林火預警相關數據較為困難。然而，實時氣象數據在一定程度上可以避免這種弊端，基于GIS相關技術建立氣象監測網絡，可以有效的縮短森林火險預警的時間。因此，本發明全面考慮森林火險實時預警的準確性、全面性和實時性，針對遙感數據中實時提取森林火險預警相關數據較為困難的問題，運用 Voronoi圖和疊置分析技術，提出基于GIS和氣象監測網絡的森林火險實時預警方法，并基于我國氣象站目前已基本上覆蓋到全國各個縣區的特點，實現縣級、林場級別的森林火險實時預警，具有比較好的實用價值。

發明內容

本發明針對傳統森林火險預警方法的不足，全面考慮森林火險實時預警的準確性、全面性和實時性，運用Voronoi圖和疊置分析技術，提出了一種運用GIS相關技術和實時氣象監測網絡進行森林火險實時預警的方法，該方法對縣級及林場級別的森林火險預警具有較好的準確性、全面性和實時性，具有比較好的實用價值。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于GIS和氣象監測網絡的森林火險實時預警方法，包括：森林火險實時預警模型構建和火險預警兩部分。

1.森林火險實時預警模型構建步驟如下：

S1：分析引起森林火災發生的因素，確定模型構建所需的預警因子；

S2：利用AHP方法，計算預警因子的權重；