ArcGIS在森林火災預防預測中的運用

【摘要】：森林資源是重要的物質資源，一旦發生火災，不僅損壞林業資源，也危及經濟發展和人身安全。森林火災預防預測是森林防火工作中的重要手段，對森林防火的重大作用不言而喻。本文從當前森林火災危害及防火工作現狀入手，對森林火災預防預測的重要性進行了簡要分析。同時，簡要探討了ArcGIS在森林火災預防預測中的運用，以期通過先進技術手段提高森林火災預防預測工作水平。

【關鍵詞】：ArcGIS；預防預測；森林火災；危害；森林防火

ArcGIS是優化升級的一種地理信息模型，以先進的信息技術、空間分析技術等為基礎，其在森林火災預防預測中的應用，不僅能彌補傳統地理信息模型不足，還能滿足森林火災預防預測工作需要，分析整理出森林火災發生時間規律和分布規律，為制定防火措施提供可靠依據。下面基于大量文獻資料和工作經驗，對ArcGIS在森林火災預防預測中的應用實踐進行了分析，使ArcGIS作用得以充分發揮，做好森林防火工作。

1森林火災危害及防火工作

近年來，由于溫室效應等因素，全球氣候逐漸變暖，森林火災發生次頻率所上升，造成的直接損失、間接損失根本無法計量，后果極其嚴重。發生森林火災，森林生態系統會遭受破壞，造成植物損毀、水土流失、煙霧漫天，不僅影響自然生態系統和諧，也會污染大氣環境，甚至可能產生一定程度的人員傷亡和經濟損失[1]。

眾所周知，森林火災具備面積廣、救援困難、危害大等特點，顯得森林防火工作尤為重要。目前，森林防火工作手段主要有森林防火阻隔、森林火災預防預測、森林火災檢測與通信、森林防火資源配置等，其中任何一個方面工作都不能忽略，少了任何一方工作都可能影響森林防火工作。在這里，以森林火災預防預測為主要研究對象，著重探討森林火災預防預測工作。

2森林火災預防預測的重要性

森林火災預防預測，也稱之為林火預報，是森林防火工作中的一個重要手段。一直以來，我國森林防火向來秉持“預防為主，積極消滅”方針，預防預測是防止森林火災發生的前提條件，唯有做好了森林火災預防預測工作才能有效防止森林火災發生。森林火災發生雖然有偶然性，但是也具備一定的客觀規律，如森林火災發生與可燃物類型、火源條件、環境等關系密切，可燃物類型等因素是森林火災發生的主要影響因素。通過它們之間的關系，可制定行之有效的森林火災預防預測措施，防止森林火災發生。

森林火災預防預測是森林火災防治工作中的一個重要環節，是森林防火工作組織設計的依據，林火探測、撲救等工作都要以森林火災預防預測為依據[2]。從中不難看出，森林火災預防預測直接決定著森林防火工作成效，若森林火災預防預測工作不到位，將直接影響后續的森林防火資源布置和火災撲救等工作，可能無法及時撲滅火災，釀成嚴重后果。因此，必須做好森林火災預防預測工作，準確預報森林火災等級和蔓延方向，合理制定森林防火資源配置方案，提高林火管理水平和控制能力。

3 ArcGIS在森林火災預防預測中的運用

3.1 ArcGIS簡述

ArcGIS地理信息系統，是以采集、存儲、管理、分析、顯示、應用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的數據的計算機系統，是分析和處理海量地理數據的通用技術。作為新興的一門技術，ArcGIS地理信息系統以信息技術、空間科學、地理學等科學理論為基礎，數據存儲、管理、制圖等功能十分強大，協同GIS、三維GIS、時空GIS、一體化GIS、云GIS等五大領域，基本集合了以上領域的優勢，構建了一個非常強大的地理信息系統[3]。無論是系統性能，還是系統功能，ArcGIS地理信息系統都有著明顯的優勢，其可以作為森林火災預防預測工具。森林火災預防預測采用ArcGIS地理信息系統，將給自身工作帶來巨大的技術突破，解放勞動力，不僅提升了森林火災預防預測工作效率，也提高了森林防火工作水平。

3.2森林火災預防預測模型

建立森林火災預防預測模型是森林火災預防預測工作中的重點，涉及的相關模型有森林火險預報模型、林火蔓延預測模型。其中，森林火險預報模型可結合森林資源調查資料、氣象條件等信息，利用ArcGIS和遙感等技術而建立，為森林火險等級判斷進行分析判斷，準確預報森林火險等級[4]。林火蔓延預測模型同樣采用以上模型建立，可利用這一模型預測火場蔓延方向和距離，及時、準確的決策火災撲救措施，控制火災，最大程度降低森林火災不利后果。

3.2.1森林火險預報模型

為了實現森林火險準確預報，需利用ArcGIS和遙感等技術對林區內的森林火險等級與植被、氣候、地形、人為因素等之間的關系進行分析，總結森林火災發生時間規律、分布規律等，然后結合林區實際情況和森林火災誘發因素，準確劃分和預報森林火災等級。進行森林火災等級預報時，要確認計算機和ArcGIS系統具備最佳的判斷與識別能力，滿足森林火災等級預報準確需求。

3.2.2林火蔓延預測模型

森林火災蔓延不是一種有規則的運動，基本不可能圍繞一個圓心點向外蔓延。雖然森林火災蔓延形態不規則，但是蔓延方向與林區植被、地形、氣候等因素密切相關。所以，要想找準確預測預報林火蔓延方向，必須全面掌握林區植被、地形、氣候等基礎信息，分析這些因素與林火蔓延之間的關聯性，并借助數學模型清楚的表達出來。而且，通過監測系統得到的實時數據可使數學模型不斷修正、完善，優化林火蔓延預測模型，為森林火災防治提供可靠依據。

3.3森林火災基礎數據庫

對森林火災進行預防預測，要以基礎數據為依據，全面、準確的基礎數據可以使森林火災預防預測模型做出準確的預報，所以應當利用ArcGIS平臺建立森林火災基礎數據庫。ArcGIS平臺有強大的數據存儲、分析、處理、查詢等功能，利用它建立起來的森林火災基礎數據庫，能滿足森林火災預防預測工作各個方面要求[5]。基礎數據庫包括植被、氣象、三維地形數據、人為因素等一系列誘發森林火災發生的因素，利用這些因素分析森林火災發生與氣候、環境、可燃物類型、火源條件等方面的關系，總結歸納森林火災發生規律，為森林火災治理工作提供可靠依據。endprint

3.4森林火災監測系統

監測是森林火災預防預測工作的關鍵工作，通過森林火災監測可以了解森林資源的動態信息，掌握與森林火災發生相關因素的實際情況，給森林火災預防預測提供可靠的原始數據，確保林火預報工作精準。

實際工作中，以無線傳感網絡為信息采集平臺，利用GPS傳感器對采集到的信息進行準確定位，借助ArcGIS系統中的圖形化空間分析工具建立森林火災監測系統。本系統包括三部分：森林火災預測預報系統、森林火災定位系統、防火應急指揮系統。這三大系統不僅是森林火災監測實施系統，也是森林防火工作的決策指揮系統。

3.5森林防火資源配置

在森林防火資源配置方面，基于ArcGIS系統建立管理信息平臺，ArcGIS系統的理論和技術為森林防火資源配置管理提供了強大支撐，可確保森林防火資源配置的科學性與合理性。

森林防火資源配置中的資源主要有檢測型資源、撲救型資源、隔離型資源等。其中，常用的檢測型資源有監測站、瞭望臺、視頻檢測點等，常用的撲救型資源有車輛、防火人員等，常用的隔離型資源有防火隔離帶、生物隔離帶等。通過森林防火資源配置管理信息系統得到最優化的防火資源配置方案，指導防火資源配置工作。

具體應用中，工作人員輸入密碼登入森林防火資源配置管理信息平臺，利用系統中的數據進對森林火災進行精確區劃，同時三維瀏覽。然后，通過ArcGIS系統對地理數據庫中的高程數據進行處理，獲取山頂點信息，將這些信息可視化的展現出來，并進行分析，獲取監測點。如果監測點布置不合理，可以人為進行監測點調整，進行矢量化處理后使之能夠三維瀏覽。最后，對數據庫中的隔離型資源進行分析，得出一個最優化的防火資源配置方案，按照這一方案布置防火資源。

結論

綜上所述，ArcGIS系統具備強大的功能，其在森林火災預防預測工作中的應用，能夠明顯提高森林防火工作成效，防止森林火災發生。工作中，可利用ArcGIS系統建立森林火災預防預測模型、森林火災基礎數據庫、森林火災監測系統、森林防火資源配置管理信息系統，為森林火災預防預測提供可靠的依據，確保森林防火資源配置和防火措施布置可靠，有效防止森林火災發生，進而減少森林火災發生幾率，保護生命財產安全，促進林業持續發展。

【參考文獻】：

[1]張樹文.ArcGIS在森林火災預防預測中的運用[J].時代農機，2016，（01）：36+39.

[2]儲昌超，張貴，孫玉榮.基于克里金方法的湖南森林火災趨勢預測研究[J].中南林業科技大學學報，2014，（06）：66-70.

[3]楊月兵.森林火災預警模型的成本效益分析[D].南京林業大學，2016.

[4]蘇立娟，何友均，陳紹志.1950—2010年中國森林火災時空特征及風險分析[J].林業科學，2015，（01）：88-96.

[5]孫蕊，王景利.森林防火預警體系構建中的問題[J].合作經濟與科技，2015，（14）：98-99.

作者簡介： 孫其森（1987.10-），男，漢族，安徽臨泉人，大學本科，林業助理工程師，主要從事基層林業管理工作endprint