信息化建設在森林防火工作中的作用

張紹濤

摘要 ? ?大蜀山森林公園通過規范標準實現信息整合與共享，打造了貼合實戰要求的森林防火可視化信息操控系統平臺。本文闡述了森林防火信息化建設的可行性、目標，分析了森林防火信息化建設系統需求、建設內容，并對建成后的效益進行分析，以期提高森林防火工作的科學化、信息化和專業化水平。

關鍵詞 ? ?森林防火;信息化;大蜀山森林公園;建設目標;建設內容

中圖分類號 ? ?S762.2 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）04-0140-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

森林火災是森林重要災害之一，不僅嚴重破壞森林資源，造成嚴重經濟損失，對災區及周邊地區環境也會造成嚴重污染。在全球范圍內，森林防火工作都是一個難題。林業信息標準化的制定，為打造全新的森林防火工作管理模式提供了良好的條件。

大蜀山森林公園管理處位于合肥市玉蘭大道8號，現有在職職工221人，隸屬合肥市林業和園林局，為全額撥款一類事業單位，主要負責森林資源管護、森林防火、環境管理、病蟲害防治、森林旅游服務、生態環境教育宣傳等工作。大蜀山森林公園作為國家級森林公園，其已被劃分為森林火災高風險區，也是合肥市公共安全十大隱患單位。目前，來大蜀山休閑、健身的市民及游客數量日益增加，呈現井噴態勢，日最高接待游客量近10萬人次，2018年年接待游客逾600萬人次，尤其是森林防火期（春節及清明節）大量市民及游客聚集景區，給景區森防工作造成極大的隱患。2012年，市政府又將西擴景區360 hm2景觀林納入蜀山森林公園統一管理，使得大蜀山森林公園森林防火及安全工作進一步加大，森林防火任務更重。

大蜀山森林公園通過新技術突破原有的應用瓶頸，通過規范標準實現信息整合與共享，進而打造貼合實戰要求的森林防火可視化信息操控系統平臺。

1 ? ?森林防火信息化建設的可行性

1.1 ? ?市民高度認同，政府充分認可

目前，大蜀山森林公園的森林防火、公共安全等管理工作均為人工直接管理，信息化程度低，管理任務重、難度大，尤其是每年防火緊要期，全員參與公園的森林防火、公共安全工作。公園各項措施的實施得到了市民高度認同及政府的充分認可。

1.2 ? ?周邊市政設施齊全，天網系統完善

隨著城市化進程的加劇，“大湖名城，創新高地”戰略的推進，大蜀山現已成為合肥市市區標志性森林公園，周邊市政設施齊全，環景區天網布局完善，但景區的信息化系統仍未建立，亟待完善與提高。

1.3 ? ?森林防火形勢嚴峻

大蜀山國家森林公園為開放式、公益性森林公園，入園方式隨意，人為火源難以控制。年600萬人次以上游客量給公園森林防火造成巨大壓力。目前，主要依靠人工監測巡查進行火災防范管理，已經不能適應當前游客井噴式增量的復雜局面，亟需新的技術與管理手段提升管理水平與管理效率。為保護好大蜀山現有森林資源安全，確保大蜀山不發生森林火災，實施火險隱患監控意義重大[1]。

2 ? ?森林防火信息化建設目標

通過信息化的建設，可以全面提高大蜀山森林公園內森林防火的信息化水平，提高園區森林防火工作的科學化、法制化、規范化、標準化、信息化和專業化水平，做到森林防火與防火教育的有機統一，實現園區安防水平上一個新臺階。通過森林防火信息化建設，實現對園內森林防火的有效監控、林火監測無死角，建立火災實時報警系統與應急處置系統，確保森林防火指揮和通信通暢，建立有效的森林防火指揮調度體系與輔助決策體系。具體建設目標包括以下幾個方面。一是以業務應用為核心，建立、改進、完善大蜀山國家森林公園森林防火可視化信息平臺系統，實現公園管理處與各部門之間的信息交流及數據共享，進行信息統計、預測預報，實時、準確、全面地完成信息交流與發布。通過系統的異構整合，以地理信息系統為統一操作界面，實現林火監測、護林員管理、調度指揮等不同信息系統在統一平臺上的一體化整合應用。基于觸控操作的可視化體驗，大大減輕操作人員面對多系統操作的難度。二是以“日常巡護，防火應急”為目標，開發護林員管理系統，記錄護林員的日常巡護林任務。發生森林火災后，主要以配合撲火隊伍與前線指揮的需要，采集和上報火場實時信息，感知火場信息，實現聯動指揮。三是通過林火監測建設，與護林員系統一同構建前線感知體系，以平戰結合的原則，實現林火監測的自動識別、報警定位、火情推送，并對主要進山道路及路口的入園游客人數進行監控，通過信息亭即時發布提示信息。四是建設大蜀山森林防火指揮中心，規劃建設大蜀山國家森林公園通信網絡，建設標準化的指揮中心與機房設施，為信息化管理與應急調度提供有力支撐。五是開發公眾信息服務與發布系統，創新信息服務模式，實現大蜀山信息化管理與公眾信息交互，為后期生態保護及面向公眾的“互聯網+”應用服務提供平臺。

3 ? ? 森林防火信息化建設系統需求分析

3.1 ? ?軟件需求

災前的火情感知，不僅需要關注“火”的態勢，也要關注“人”的行為。利用先進的技術手段及時獲得火情信息的同時，加強人員的管理與監控，防患于未然。通過對大蜀山森林公園森林防火信息化現狀的調研，結合大蜀山實際需求，需從以下幾個方面分析。一是從業務上分析，主要實現信息化的森林防火監測與人員管理，即通過智能識別火情，有效管控火源，有效彌補人工巡防無法到達之處，并將各類數據信息整合在統一的操控平臺上，實現可視化的信息查詢與應急處置;同時為廣大市民提供生態保護、健康保健、應急疏散等信息服務。二是從結構系統上分析，主要實現4個過程的保障，即前端感知數據采集、智能分析及實時報警、數據處理、數據共享應用和護林員日常管理的數據支撐。三是從功能上分析，主要實現數據庫的建庫，以數據庫為基礎實現GIS平臺的架構，并以此構建森林防火及其他業務應用系統;GIS平臺的建設不僅要滿足森林防火指揮系統的需要，更要為“數字大蜀山”的建設提供統一共享的數據基礎，實現綜合數據的統一管理、統一存儲、統一展示，實現一體化的數據管理[2-3]。

3.2 ? ?硬件需求

大蜀山森林公園森林防火信息化項目硬件由前端設備、網絡傳輸、機房及指揮中心建設等3個部分組成。前端設備主要針對火源、火情、公共安全3個維度實時監控，要求火情監測無盲點，信息亭作為面向公眾服務。網絡傳輸方面，前線感知系統通過運營商專網與指揮中心相連，前線感知系統須滿足合肥“天網工程”接入標準。信息亭通過運營商4G網絡與指揮中心及信息發布終端相連。機房與外網連通，與市局對接林火監測實時圖像，便于領導掌控全局。

4 ? ?森林防火信息化建設內容

4.1 ? ?基于移動終端實現一體化的系統應用

目前，多種智能終端可以承擔數據的接收和處理，這為火場一線與指揮中心的數據交互，進而實現信息系統有效地支撐前線提供了條件。因此，在數據集中且通信保障的前提下，將更多的分析、運算、數據處理、應用服務應用部署在指揮中心后端，構建全局的信息門戶與應用服務的“云端”;針對個人或局部的應用，提供更加細小的“功能顆粒”，將其部署在手機、PDA、車載模塊等載體上，力求做到功能單一、有效、簡便[4]。

4.2 ? ?林火紅外智能識別

林火監測系統具有直觀、信息量大、覆蓋范圍廣、實時性好等特點，在森林防火及安全防護監管中發揮了重要作用。紅外與可見光2個不同波段監控視頻在晴天、霧天、雨天，有無遮擋物等不同環境條件下，對監控目標有不同的響應特征。紅外智能識別一體機實現對林火的準確識別：結合2個波段監控視頻，在不同環境下視頻質量方面可以相互取長補短，為林火監控獲得更高的識別率。

結合林區實際情況，分別對紅外通道與可見光通道的林火識別算法進行優化，可進一步提高對林火的檢測識別準確率。同時對2個通道信號探測特征，結合環境變化情況，提供符合當地環境與氣象變化規律的判別算法，可進一步排除誤報。

4.3 ? ?信息技術與裝備結合

眾所周知，森林火災大部分是由人為因素造成。在開展森林防火工作時，對于人群的管理至關重要。在系統設計時，一方面要對游人的行為實施監控管理;另一方面要加強對巡山護林工作人員的管理。一是視頻監控的設計、分布不僅要考慮森林火災的形態特點，同時要考慮到人群活動與行為;二是利用視頻紅外智能識別手段，不僅能識別報警煙火信息，同時對景區特定區域進出人員進行數量統計，尤其是前期的視頻監控建設主要作用就是針對人流道路、寺廟香火等，應將視頻系統統一管理后實施紅外智能識別;三是通過為護林人員配備護林員管理終端，實現森林防火巡護信息化管理，及時上報火情，可以大大降低火情風險[5-6]。

5 ? ?效益分析

5.1 ? ?生態效益

在森林防火中應用信息化后，可有效提高森林防火的綜合控制能力，最大限度減少火災的發生，有效保護現有森林資源，持續發揮森林凈化空氣、固碳制氧、調節氣候、提供公眾棲息、維護生物多樣性等多種生態功能。

5.2 ? ?社會效益

大蜀山森林公園作為合肥市乃至全國主城區內唯一一座國家級森林公園，有利于合肥市森林城市建設、生態環境改善。項目建成后，對維護森林景觀、社區穩定、群眾生產生活安全以及促進社會經濟可持續發展具有重大意義。

5.3 ? ?經濟效益

信息化在森林防火應用后的經濟效益，主要以減少森林資源災害的損失、保證森林資源安全、保護好生態建設成果的形式來體現，經濟效益融于生態效益和社會效益之中。

6 ? ?參考文獻

[1] 高宏偉.基于MAPGIS平臺的森林資源管理信息系統開發與研究[J].內蒙古農業大學學報，2009（1）：33-35.

[2] 宋亞軍.近期林火科學研究文獻計量分析[J].北京林業大學學報，2013（2）：56-58.

[3] 文東新.林火生態管理信息系統研究[J].中南林業科技大學學報，2010（4）：23-24.

[4] 朱穎芳.廣州數字林業多系統集成研究[J].中南林業科技大學學報，2012（3）：53-56.

[5] 戴壽連，徐愛俊.森林火險評價與防火資源配置系統設計與實現[J].林業資源管理，2011（6）：43-45.

[6] 張會可.基于STM32的森林防火監測終端的設計與開發[J].西安科技大學學報，2017（4）：42-43.