護林防火應急處置系統中信息技術的應用

蘭 煒

（山西省桑干河楊樹豐產林實驗局，山西 大同 037008）

隨著信息技術的不斷發展和進步，在社會各界應用范圍也隨之擴大，尤其是在很多搶險工作上更是發揮了其最大作用。在護林防火應急處置系統中，應用信息技術提高了護林防火辦事效率、減少了森林火災的發生，保護了自然資源和人們生命財產安全，減少了空氣污染，為整體森林環境可持續發展創造了有利條件。

1.目前護林防火現狀

森林是大自然可持續發展的寶貴資源，近幾年頻繁出現森林大火現象，使火災成了破壞森林資源最大災害。因為造成火災原因有很多，森林植物大多都屬于易燃林木，所以一旦火災發生，撲救困難。目前全球氣候變暖，世界各地氣候條件變化異常甚至經常出現各種極端天氣，使森林發生火災的幾率也在不斷上升。很多地區集體林權制度向個人林權制度轉變，以往集體用火變成分散用火，用火點不斷增多，加大森林防火難度。

因為目前農村人口不斷向城市轉移，導致農村人口越來越少，許多森林得不到妥善管理，雜草叢生，當遇到火種時，火勢會迅速蔓延，造成大火。森林火災一旦發生，撲滅極其困難，一方面森林經營主體不同，群眾不愿犧牲自身利益去參與救火，當救援團隊趕到時火勢已經徹底著起來了。另外山林中行走困難，消防人員與救援設備無法快速趕到火災現場，所以導致森林火勢擴散嚴重，加大了滅火難度；另一方面一般火災剛發生時著火點較小不易被發現，當發現時火勢已經處于難控制局面，再加上森林易燃物太多即使全力施救也很難控制。相關部門對防火護林宣傳不到位，在森林附近仍然存在隨意點火或燃放煙花爆竹等現象。

2.護林防火信息技術的重要性

森林作為天然氧吧供應地，是人類賴以生存的保障，但是各種自然災害與人為破壞導致森林資源不斷減少，其中森林火災就是最重要破壞因素。近幾年，信息技術應用到護林防火應急處置系統中，有效減少了森林火災的發生、降低了森林大火所造成的經濟損失、環境污染、生命安全等問題。利用CIS技術獲取森林中信息，為護林防火工作提供大量數據資源。使用遙感技術傳遞森林中清晰明確的圖像信息，通過GPS技術全天二十四小時確定任意位置三維數據，通過信息技術與數據庫技術進行信息傳遞，使用應急處置系統可以快速識別火源，準確發出各種應急方案，這些技術的應用都大大提高了護林防火安全系數。第一，減少了火災事故發生，即使發生火災事故也能快速得到預警、通知、應急防護。第二，在發生火災時為救援團隊爭取了最佳搶救時間，并且可以準確獲得火災位置和火災情況，在一定程度上少走很多彎路，甚至避免了很多安全事故與經濟財產損失等等。

許多護林防火部門應急處理系統中都應用了信息技術。例如：大蜀山國家森林公園作為森林火災高風險地區、合肥市公共安全十大隱患單位，每年接待游客600萬人左右，人員密集，給當地景區防火工作帶來了極大難度。隨著信息技術不斷進步，在該市政府強力支持下，對大蜀山森林公園整體實施了森林防火信息化建設。分別設立了林火可視化信息平臺、護林管理系統、自動識別系統、感知系統、指揮中心、通信系統等軟件。全面實施信息化技術和管理，打造了全新的護林防火管理模式，減輕了工作人員工作壓力，有效預防、預知了火災隱患，保護了游客人身安全，降低了森林公園經濟損失。

3.利用信息技術完善護林防火應急處置系統

在護林防火應急處置系統中，信息技術主要是實現信息化的森林防火監測與人員管理，通過科學合理的監測預警、智能識別、通訊系統等及早發現火源并且作出相應預警和應急措施，爭取在最短時間內作出最有效判斷和解救。首先，相關技術人員需要對整體森林進行實地考察和收集數據，完善前端采集數據庫，實現森林數據和各個系統進行統一管理、統一存儲、統一標準，從而實現一體化信息管理。應急處置系統需要具有高度的火情感知能力，對火源進行監督、識別的同時也要關注人的行為，并且對火源、火情、公共安全等進行全面管控。其次，現如今信息技術應用載體已經不再局限于通過計算機電腦來顯示，各種手機、APP等都可以進行數據傳送、接收，將其功能使用做到了更大的便捷、有效，所以在護林防火應急處置系統設計上也需要技術人員對其進行相應改進，在保證數據準確率和通訊通暢情況下，將其各種信息綁定到個人或者局部部門的應用軟件上，實現科學智能化的管控和應急處理。

3.1 監測預警系統

在護林防火應急處置當中，需要利用信息技術建立完善的監測預警系統，首先需要對整體森林做詳細考察，然后對其火災問題和火災隱患進行分析，最后利用信息技術建立監測預警系統。當森林發生火災時，利用火源產生煙霧現象，研制非制冷紅外探測器，將各種所需信息輸入進去同時連接數字接口和顯示屏，可以檢測到火源地信息，另外將低照度CCD與其連接，利用平行光軸前端光學原理形成系統前端成像，這一技術研發使用，為傳輸出清晰、高質圖像奠定了基礎。之后加上GPS信息定位系統和信息傳送系統就可以準確定位出著火點。這樣在火災發生時，可以通過監測預警系統及時發現火災，在最短時間內得知消息，快速進行施救。

據相關數據顯示，在很多火災起火時火勢較小、范圍固定，如果立即采取撲救措施，其快速滅火幾率高達百分之九十以上，但當火災被人發現時火勢已經蔓延了很大面積，并且即使有人及時發現火災也會因為找不到滅火工具而錯過最佳滅火機會。當消防人員趕到火災現場時火勢已經處于難以控制狀態，整片森林都被煙霧所包圍時根本辨別不清方向更難找到火源，所以導致森林起火后難以撲滅。監測預警系統的應用可以時刻觀察森林狀態并且準確定位火源方位，給火災救援工作指明了方向，減輕了施救難度。例如：在棲霞市賽口村附近森林起火，森林防護管理平臺立即接收到監測預警系統信息，及時派出消防人員，雖然現場煙霧比較大，阻擋了消防人員視線，在定位系統和指揮中心指導下，消防團隊快速找到起火地點。通過監測預警系統、定位系統的幫助下，使消防團隊可以快速展開救援活動，并且火災現場無任何人員傷亡，充分證明監測預警系統給消防人員節省了很多搶險時間。

3.2 智能識別系統

眾所周知，森林管理工作難度較大，一方面需要管理森林附近人員行為，避免造成火災，另一方面需要對森林整體進行監督管理，但是人工管理很難實時對森林整體進行監測，這時智能識別系統在森林防護監測過程中發揮著重要作用。利用智能識別系統中視頻紅外智能識別技術不僅可以有效識別出森林火源，還可以對森林景區中特定區域進出人員進行科學、合理管控，實現護林防火信息化管理。其作用原理是利用紅外光與可見光兩種不同光線、不同波段對其進行智能識別，這種技術在晴天、陰天、雨天、大霧天氣等不同自然環境和條件下有著不同反應。在護林防火應急處置系統當中，利用紅外智能識別一體機對森林火源準確識別，并且與監測系統信息自動進行對比，通過監測視頻與紅外智能識別共同確認，將森林起火信息傳送出去，使森林火源信息識別具有更高的準確率。另外，技術人員可以將森林情況來優化智能識別系統中紅外通道、可見光通道的火源識別算法，還可以將其準確率進一步提升，同時結合當時氣象特征和氣候變化規律進行排查、評估，還可以降低錯誤播報森林火災信息幾率。

3.3 信息與指揮系統

信息與指揮系統目前已被應用在各大平臺，其龐大數據庫與應變能力也是護林防火最重要的部分。森林火災應急處置系統是國家森林應急平臺、地方應急平臺、森林部門應急平臺一起進行信息相通管理的體制，利用信息技術數據庫對以往火災原因、時間、氣候、環境、地理位置等進行審核、分析，將以往火災危害程度、著火時間等都做了詳細整合，后期一旦發生火災信息，指揮系統會做出準確評估。如起火原因、起火時間、將會持續時間、需要多少滅火設備、從哪里開始滅火最有效等等數據，都會得到非常詳細地分析，為救援工作的開展提出重要參考依據。同時會對相關部門和系統作出指揮，政府以及各指揮平臺都能快速收到信息與指揮系統治理，快速作出反應，為火災救助工作節省很多時間。因為在森林發生火災時指揮處于指導和決策關鍵位置，必須對火災現場負責，所以指揮系統操控人員必須有極高的職業素養和安全防護知識才可以參與指揮工作。

3.4 通信系統

森林中一旦失火，所有通信設備都會癱瘓，利用信息技術建立通信系統直接通過衛星傳輸消息，使森林防護應急管理與相關指揮機構、救援人員之間可以無障礙聯系，確?；馂默F場可以接收到指揮部指令，有序開展工作。森林火災現場情況復雜，對通信設備要求極高，所有救援人員必須保持統一指揮，統一步調，所以相關部門需加強完善通信系統，提高通訊效果。另外，在火災現場需要制定應急通信保障預案，以免發生通信故障影響護林防火工作。例如四川省涼山州附近突然遭遇大火，相關救援人員第一時間趕到火災現場，在救援進行中，通信系統整體受到火情干擾，信息傳送系統癱瘓，指揮部信息也無法到達一線救援團隊中。該市護林防火指揮部門實施通信保障預案，使通信故障問題得以解決，救援工作快速開展。在這次火災救援過程中雖然出現了通信故障，但因其前期準備充分，使這次森林火災救援活動無任何人員傷亡并且快速撲滅大火。同時也警示了相關部門和護林防火救援人員需要定期進行森林防火應急通訊演練，提高整體隊伍應急通訊使用能力，在發生故障時可以快速、妥善地解決。

3.5 應急處理系統

森林在火災發生時所有救援工作不能及時到位，這時需要應急處理系統快速作出應急方案。利用信息技術中RS遙感技術、GIS地理信息系統、GPS全球定位系統詳細掌握森林地貌和氣象變化，在平時森林檢測過程中利用“3S”技術對整體森林狀態進行監控，一旦發生火災，利用監測預警系統等采取一系列措施。指揮中心也可以通過“3S”技術清晰看到火災現場與施救情況，從而確保指揮中心作出正確、合理判斷，確保在最短時間內完成救火任務，同時保護施救人員生命安全和寶貴森林資源。

例如：在發生火災時其設備第一時間確定火災位置，將信息傳遞給指揮中心并向最近消防機構發出求救信號，其次應急系統將火災發生時間以及預計蔓延速度快速分析傳給各個相關部門作為參考依據。當救援人員趕到后需要時時發送火源準確方位和火勢，為救援工作做好準備等。

3.6 無人機群滅火技術

無人機設備是目前各種搶險現場最有效應急設備，因其具有起飛時間短、速度快、效率高等特點，在地形復雜、交通不變的森林中進行救火工作比以往傳統救火設備要方便很多，既節省了時間又節省了成本。當森林發生火災時無人機立刻采取應急救助行動，比人力前往救助要快很多，當救援人員趕到時再一起開始救火，其效率會大大增加。護林防火無人機群應急滅火技術主要需要完善的通訊與定位，使用適合無人機在森林中飛行的電路和部件，通過無線收發站發出指令，除送給收發機、主控單元、輸出控制信號，在結合GPS全球定位系統技術將信息傳遞給無人機群。無人機群通信系統需要時間和經緯度的讀取和傳送由各自無線通信設備進行傳送和接收，還要考慮無人機編隊通信、計算機算法、數據信息、數據傳送率等問題，保證無人機群可以準確無誤地收到指令。

之后，無人機內部同樣安裝收發系統時時向收發總站、信息指揮站發出信號。無人機編隊通信自組網是無人機構成的網絡節點同信網絡，其具有自主組織性、活動靈活、無須基礎設施等特征，使無人機之間和收發總站之間通訊便捷快速。無人機群滅火技術的使用是護林防火應急處理系統的重大突破，有無人機群滅火技術做先鋒部隊給救火人員的工作帶來很大便捷，同時保護了其生命安全。例如：在西藏地區許多城市周邊屬于環形山，并且海拔較高，因其山上樹木眾多，極其容易發生火災。某天，山上遭遇大火，由于上山交通不變，消防人員根本無法快速到達火災現場，導致火勢蔓延非?？?。隨后指揮中心派出無人機群參與緊急救火，當消防人員趕到時火勢已經逐漸減小。因為無人機群滅火技術使其火勢沒有蔓延開來，為消防人員爭取了更多搶險時間。

4.總結

綜上所述，信息技術的發展為護林防火應急處置系統做出了巨大貢獻，幫助管理人員時時監控森林狀況、定位火災方位、及時傳送信息、參與應急救援等。這一技術的應用增強了護林防火工作效率、保護了森林資源不被破壞和人民生命財產安全，同時為救援工作降低了難度，實現了科學、合理、系統的防護。