淺析基于EGIS的森林火災隱患排查系統構建

陳斌鋒 許石柱

摘 要 運用云計算、大數據、物聯網及空間地理信息等先進技術，建成廣東省森林火災風險隱患排查系統，通過數據采集、數據管理、服務管理、業務應用4個子系統，提高森林火災風險隱患數據采集效率，以縣、鎮行政區為統計單元制作火災風險隱患分布圖和等級圖，有針對性地采取防范措施，實現森林火災風險隱患動態管理，對及時消除森林火災風險，減少森林火災發生具有重要意義。

關鍵詞 森林火災;風險隱患;排查系統

中圖分類號：S762 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.15.046

森林火災是當今世界發生面廣、破壞性大、處置救助十分困難的自然災害[1]。據不完全統計，世界平均每年發生森林火災約22萬起，過火面積達640多萬公頃，約占世界森林覆蓋率的0.23%，給國民經濟和人民生命財產帶來巨大損失[2]。廣東省是“七山一水二分田”的林業大省，現有森林面積1 083.79萬公頃，森林覆蓋率達到58.59%，森林蓄積量58 967.87萬立方米，森林資源豐富，森林防火壓力大。目前，我國森林防滅火工作堅持“以防為主、防抗救相結合”的方針，逐步從減少災害損失向減輕災害風險轉變，開展森林火災風險隱患排查，可以變被動防火為主動防火，及時消除火災隱患[3-5]。運用云計算、大數據、物聯網及空間地理信息等先進技術，建成服務范圍縱向貫穿省、地（市）、縣（區）、鎮4級政府的全省森林火災風險隱患排查軟件系統，實現森林火災風險隱患動態管理，及時消除森林火災風險，減少森林火災發生。

1 森林火災風險隱患排查系統總體架構

系統架構如圖1所示，該架構輕便易用，部署、維護簡單，占用硬件資源少，具有可視化界面。在EGIS（Emergency Geographic Information System，應急地理信息系統）的基礎上，構建4個子系統，滿足森林防滅火工作的需求。

1.1 數據采集子系統

數據采集子系統主要對森林防火區內墳墓、寺廟、神位、采礦區、易燃易爆物品倉庫、垃圾焚燒場、油站汽庫、施工作業區、餐飲飯店、監獄和養殖場所等及其周邊植被情況進行實地采集和上報。收集隱患的類型、坐標位置、地名、責任人、聯系電話、周邊植被等信息。

1.2 數據管理子系統

數據管理子系統主要用于各類數據的入庫、編輯、制圖，為其他子系統提供相應的數據資源。管理的數據包括廣東省土地利用類型數據、地形圖數據、高分辨率遙感影像數據、DEM數據、隱患數據、森林火災歷史數據，隱患實地照片、視頻和中間數據等。

1.3 服務管理子系統

服務管理子系統主要用于各類服務的發布和管理、服務權限的控制、服務訪問統計及相應的日志管理。

1.4 業務應用子系統

業務應用子系統面向各類終端用戶提供不同業務領域的應用，包括隱患數據采集、整改消號動態管理，在線專題圖制作等。

2 系統功能設計

2.1 數據采集子系統

數據采集子系統主要用于外業數據采集人員通過此系統（即森林火災風險隱患排查app）進行森林火災風險隱患數據的上報，形成森林火災風險隱患數據庫，同時為后端提供數據可視化展示，便于對隱患信息進行查看與處理，為森林防滅火工作決策提供數據支撐。

2.1.1 隱患采集上報

隱患采集上報功能支持多種森林火災風險隱患類型，收集森林火災風險隱患的位置定位，并通過圖像或視頻信息、現場描述等方式實時記錄隱患的現場情況。

2.1.2 離線地圖

數據采集人員在野外沒有網絡信號時，可通過離線地圖獲取采集人員定位信息。

2.2 數據管理子系統

數據管理子系統主要用于管理和維護各類矢量、柵格數據的管理、編輯、更新和制圖。

2.2.1 入庫

數據管理工具支持130余種數據格式的讀取和80余種數據格式的轉換，支持主流數據庫，包括Oracle、SQL Server、Db2、PostgreSQL及國產數據庫，支持單用戶和多用戶編輯，提供豐富的數據編輯工具，具有良好的編輯體驗。用戶可以輕松集成所有類型的數據進行可視化，支持二三維制圖，可以進行地圖投影，將多源數據整合到統一框架。支持將帶有坐標信息的文本數據轉換為shapefile和Geodatabase格式。

2.2.2 制圖

管理軟件提供了各式各樣的地圖符號、常用的地圖模板以及先進的制圖工具，如智能制圖、多屬性符號系統和靈活的標注與注記選項，使得制圖可視化成果兼具美觀性、交互性和信息性，能夠根據隱患不同類型，對數據進行不同類型的符號化，用以直觀呈現隱患數據的空間分布規律。支持隱患信息的查詢，可以在圖上直接查詢空間數據的屬性信息。

2.3 服務管理子系統

服務管理子系統為前端業務應用構建統一的數據訪問平臺，將GIS（Geographic Information System，地理信息系統）數據資源和分析資源進行整合。

2.3.1 服務發布

服務發布工具提供可視化界面，用于發布基礎GIS服務。用戶可以通過桌面工具進行發布，也可直接通過WEB端界面進行服務發布。服務發布后，用戶可以根據實際需要，對所發布的服務名稱、服務內容以及與服務相關的屬性參數等進行修改配置操作。

2.3.2 服務管理

系統對所有服務進行統一管理，包括服務啟動、服務停止等運行狀態管理，服務可視化顯示，可以對服務的屬性進行編輯。提供服務檢索功能，用戶可以根據已知條件（如服務顯示名、服務注冊類型、服務日期、服務狀態等）檢索服務。

提供了智能搜索和快速定位的機制，如提供標簽、評級、評論、使用頻率等多種方式快速檢索地圖、應用、模板、工具等資源，并提供了大量細節信息和“我的收藏夾”功能，使得用戶可以便捷地發現組織中的資源，并實現一鍵式保存和共享。

2.3.3 權限控制

服務或內容可以共享給其他人，方便其他業務系統的使用，當然也可以作為私有資源僅用于單元測試，共享時有多個選項可供選擇。子系統具有嚴格的權限控制機制，權限通過角色賦給特定的用戶，可以根據子系統建設需求，創建不同的角色以實現多樣的權限控制，權限分為常規權限和管理權限。

2.3.4 服務統計

服務統計將記錄內容、用戶和組的各種使用情況進行數據統計，再通過Dashboard展示報告信息。

2.3.5 日志管理

日志管理模塊用于子系統日志的分布式存儲、提取和信息挖掘，完成相應日志的收集、分析及管理，通過對日志的管理、統計、分析來跟蹤系統的變化。其中包括服務訪問日志和運維操作日志，支持將日志信息進行導出，存儲到本地。

2.4 業務應用子系統

對全省森林火災風險隱患數據進行采集、整改、消號等動態管理，整合集成火險隱患詳細調查成果，形成不同時期、不同地域火災隱患的分布圖，將森林火災易發、多發區和重點防護區森林火災風險隱患通過熱力圖進行可視化展示。

2.4.1 隱患數據排查處理

1）接收到外業數據采集上報事件后，經后臺數據處理可以自動展示在客戶端上顯示。2）同時收到多個上報事件信息時，能夠按照事件上報時間順序排隊顯示，值班人員可以輸入處理信息、確認隱患點信息并保存。3）按照上報隱患點元素進行分類，支持上報事件處理、上報事件詳細信息查看、刪除等操作;并可按上報事件狀態與已處理、未處理的處理狀態對上報事件信息進行過濾。

2.4.2 熱力圖展示

以特殊高亮的形式顯示火災隱患多的頁面區域和隱患所在的地理區域的熱力圖示。可以點擊顯示森林火災風險隱患區域的數據信息，為專業GIS用戶提供更深入的可視化展示。

2.4.3 統計管理

系統將以外業數據采集上報事件模塊中的數據為源數據進行統計匯總，并以列表形式展現。按隱患類型詳細統計各行政區域的隱患數據。

3 結語

森林火災風險隱患排查系統建成后，可有效提高風險隱患數據采集效率，降低外業調查成本，對火災隱患進行動態監測;系統根據采集的隱患數據信息，以縣、鎮行政區為統計單元制作火災風險隱患分布圖和等級圖，有針對性地采取防范措施，實現森林火災風險隱患動態管理，及時消除森林火災風險，減少森林火災發生。

參考文獻：

[1] 國家森林防火指揮部辦公室.森林防火辦公室實用手冊[M].北京：中國林業出版社，2015.

[2] 王明玉，任云卯，趙鳳君.等.北京西山防火林帶空間布局與規劃[J].林業科學研究，2010，23（3）：399-400.

[3] 胡海清.林火生態與管理[M].北京：中國林業出版社，2005.

[4] 田曉瑞，舒立福.防火林帶的應用與研究現狀[J].世界林業研究，2000，13（1）：20-26.

[5] Saharjo B H.The selection study of fuel break tree speciies[J].Technical Notes of Bogotr Agricultural University，1992，4（2）：45-52.

（責任編輯：劉昀）