基于GIS的沈陽市春秋季火點分布研究

宋曉巍+李石+高淑新

摘要 利用2014年秋季（9—11月）和2015年春季（3—5月）遙感火點數據，基于GIS技術，通過相關數據處理和分析，得出了沈陽地區火點的時空分布規律。結果表明：秋季火點數要多于春季火點數。春季火點最多的月份是3月，秋季火點最多的月份是10月。火點最多的區縣（市）是新民市，最少是的鐵西區和渾南區。火點最多的鄉鎮是新民市公主屯鎮。研究結論反映了各地火點分布的大致情況，可為相關部門開展防火和秸稈禁燒工作提供依據。

關鍵詞 火點；時空分布；GIS；秸稈焚燒；遼寧沈陽；春季；秋季

中圖分類號 X831；P409 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）23-0223-03

Abstract Using the remote sensing data of autumn，2014（September to November）and spring，2015（March to May），based on GIS technology，the temporal and spatial distribution of fire points in Shenyang area was obtained. The results showed that the number of fire in autumn was more than that in spring. The most fire points in spring appeared in March，and that in autumn appeared in October. The maximum number of city fire point was in Xinmin City，and the minimum number was in Tiexi District and Hunnan District. The largest number of fire point was in Gongzhutun Town of Xinmin City. The conclusion reflects the general situation of the distribution of the fire points in different places，and can provide references for fire prevention and straw banning work of related departments.

Key words fire point；temporal and spatial distribution；GIS；straw burning；Shenyang Liaoning；spring；autumn

沈陽地區屬溫帶半濕潤大陸性氣候，四季分明，春季多風，秋季晴朗。糧食作物春種秋收，在秋季收獲的時候會產生大量的農作物秸稈。在沈陽地區主要農作物是玉米和水稻，而其秸稈的利用率不足30%，大多數秸稈作為廢棄物焚燒掉，焚燒秸稈會造成局地空氣污染，破壞生態環境；露天焚燒產生的大量煙塵會對交通產生威脅，對公路運輸和民航造成一定影響；而在林地附近進行秸稈焚燒容易引起森林火災，造成經濟損失。近幾年，焚燒秸稈引起了媒體和公眾的廣泛關注，而森林火災一直是人們關注的重點。利用衛星遙感數據可以大范圍檢測沈陽地區的火點情況，即通過上午、下午2次衛星過境來監測火點。利用2014年9—11月和2015年3—5月的火點數據，分析了沈陽地區火點的時空分布規律，對春、秋2季的火點分布狀況作出了分析和評價。研究中排除了非農田和非林地的火點信息，主要是針對秸稈焚燒和林地火災，其分析的結果可為政府相關部門進一步開展防火和秸稈禁燒工作提供參考[1-3]。

1 數據來源與處理

1.1 數據來源

本文數據來源于國家風云衛星數據服務網提供的FY3/VIRR數據，時間為2014年9—11月和2015年3—5月，空間分辨率為1 km，每年對上午、下午2個時段的數據進行下載，對于有云層覆蓋的數據不選用。

1.2 數據處理

本文數據處理采用國家衛星氣象中心研制的SMART遙感軟件，利用火情監測功能提取火點信息，估算亞像元火點面積，在地理信息數據支持下，判斷火情類型并對耕地和林地的火點進行統計。通過火點分布圖發現異常高溫熱點，將疑似煉鋼廠等的火點去除。

1.3 數據統計與整理

對經過處理的火點數據進行統計，火點信息來源于沈陽地區的各區、縣（市），對火點發生的時間、地點、頻率以及地理信息等都要作詳細的統計。利用Microsoft Office Excel 2007和ArcGIS軟件分別對火點數據進行統計和制圖。

2 結果與分析

2.1 火點數的月變化

統計2015年3—5月和2014年9—11月的火點數。以氣候學劃分，春季為3—5月，秋季為9—11月。根據圖1可以看出，春季火點最多是的3月，共有53個火點；秋季火點最多的是10月，達到了129個。根據火點個數分析可知，秋季是作物成熟期，10月正是作物收獲的季節，大多數火點為農田的秸稈焚燒。3月的火點也發生在農田，為前一年秋季沒有焚燒的少量秸稈。

2.2 火點數的區縣（市）變化

根據圖2可以看出，2015年3—5月火點最多的前3位是新民市、遼中縣以及并列第三的法庫縣和沈北新區；而2014年9—11月火點最多的前3位是新民市、法庫縣和沈北新區。不論春季還是秋季，新民市都是火點最多的，這與新民市的總面積、從事糧食作物生產的人口數量以及種植面積和產量都有一定關系。從事糧食作物生產的面積越大，人口越多，其區域內火點越多；而鐵西區和渾南區由于只有少部分農田，所以火點數量也最少（表1）。

2.3 火點的時空分布

ArcGIS 9.3地理信息系統軟件是一款能夠實現空間數據管理、空間分析及空間建模多種功能的通用地理信息系統工具。該地理信息系統能夠進行數據收集整理、數據構建、分析地理關系及發現新的信息。沈陽地區火點空間分布圖就是應用ArcGIS 9.3地理信息系統軟件實現的。根據春、秋2季火點的地理坐標生成點矢量數據，然后結合沈陽市行政區劃圖在進行火點的空間分布制圖。圖3為沈陽市3—5月火點空間分布圖[4-6]。

從圖3可以看出，沈陽市2015年3—5月火點較少，主要火點集中在新民市、于洪區、沈北新區以及蘇家屯區，而新民市火點最多，南部地區較多。蘇家屯地區火點主要集中在西部地區，沈北新區火點也較為分散。康平縣和法庫縣火點較少，遼中火點集中在北部地區和南部地區。渾南區無火點。

圖4為沈陽市2014年9—11月火點分布圖。從圖4可以看出，火點數量明顯多于3—5月，新民市的火點主要集中在北部地區，而新民市北部和東南部地區，與法庫縣的南部地區、于洪區和沈北新區形成了火點的集中帶，也是沈陽地區火點最多的地區。康平和法庫地區火點數量均有所增加且火點部分較為分散，蘇家屯北區地區火點數量有所增加。

圖5為沈陽市2014年9—11月和2015年3—5月火點疊加分布圖。可以看出，春、秋2季火點疊加以后，新民的火點遍布全境，但以新民、法庫、沈北和于洪的火點集中帶沒有改變。蘇家屯的西部是火點的集中地區，遼中的火點分布以西南地區為主。火點密度較為集中的地區都是糧食作物集中種植的地區，火點大多集中在農田中，以焚燒秸稈為主要原因。

2.4 火險等級分布

根據沈陽市2014年9—11月和2015年3—5月統計的各鄉鎮火點次數，并參考林火風險等級劃分方法，將沈陽市火點風險等級劃分為5級：一級為不著火區，二級為極少著火區，三級為中度著火區，四級為中度著火區，五級為多著火區。具體劃分標準見表2。應用ArcGIS軟件制作的沈陽市火險分布圖見圖6。

圖6中，新民市有1處五級火險的鄉鎮和6處四級火險的鄉鎮，而沈北新區和于洪區各有1處四級火險鄉鎮，與之前分析的火點集中分布帶正好吻合。因一級火險不著火地區大多位于市區范圍內，所以火險等級的高低與糧食作物的種植面積和產量密切相關。

新民市五級火險的地區是公主屯鎮，該地區春、秋2季的火點數達到16個。根據《2014年沈陽農村統計年鑒》可知，公主屯鎮從事農業的人口數量、糧食作物的種植面積和產量都是新民市鄉鎮中最高的，糧食收獲結束后大量的秸稈作為廢棄物被燒掉。新民市作為沈陽市面積最大的區縣（市），其糧食種植面積也是最大的，火險等級區域也是最多的。表3為四級和五級火險所在的縣鎮情況[7-9]。

3 結論與討論

本文根據沈陽地區2015年3—5月和2014年9—11月火點的統計，通過對火點月變化、區縣（市）火點的變化情況以及火點的時空分布和火險分布情況的分析和研究，得出了以下結論：

（1）秋季火點數要多于春季火點數，因為秋季正值糧食作物的收獲高峰期，會產生大量的秸稈，所以秋季焚燒秸稈較多。

（2）春季火點最多的月份是3月，秋季火點最多的月份是10月。3月農業生產以整地為主，10月以收獲為主，焚燒前一年的秸稈是主要原因。

（3）火點最多的區縣（市）是新民市，最少的是鐵西區和渾南區。新民市火點多因糧食種植面積最大和產量最高，產生大量糧食作物秸稈；而鐵西區和渾南區為市區，糧食種植面積較少。

（4）火點最多的鄉鎮是新民市公主屯鎮，根據火險等級分布圖可以作為政府相關部門進行禁燒工作的參考。

4 參考文獻

[1] 劉桂英，于立峰.黑龍江省近三年林火規律分析及對策探討[J].森林防火，2003（4）：20-21.

[2] 歷青，鄭麗娟，吳傳慶，等.基于衛星遙感的秸稈焚燒監測及對空氣質量影響分析[J].生態與農村環境學報，2009，25（1）：32-37.

[3] 何立名，王文杰，王橋，等.中國秸稈焚燒的遙感監測與分析[J].中國環境監測，2007，23（1）：42-49.

[4] 趙鳳君，舒立福，田曉瑞，等.1957—2007年云南省森林火線變化[J].生態學雜志，2009，28（11）：2333-2338.

[5] 方萌，張鵬，徐喆.“3S”技術再農作物秸稈焚燒檢查中俄應用[J].國土資源遙感，2006（3）：1-4.

[6] 胡梅，齊述華，舒曉波，等.華北平原秸稈焚燒火點的MODIS影響識別檢測[J].地球信息科學，2008，10（6）：802-807.

[7] 王麗濤，王世新，喬德軍，等.火險等級評估方法與應用分析[J].地球信息科學，2008，10（5）：578-585.

[8] 王超，邸雪穎，楊光.吉林省森林火險天氣等級劃分[J].東北林業大學學報，2010，38（6）：60-62.

[9] 楊光，舒立福，邸雪穎.氣候變化影響下大興安嶺地區21世紀森林火險等級變化預測[J].應用生態學報，2012，23（12）：3236-3242.