3S技術(shù)在森林防火工作中的應(yīng)用

3S技術(shù)在森林防火工作中的應(yīng)用郭朋勃陜西牛背梁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，西安，710100森林火災(zāi)的發(fā)生往往具有突發(fā)性。要想及時(shí)發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)并及時(shí)撲救，做到“打早、打小、打了”，必須要具備一定的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、科學(xué)知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)和撲救中應(yīng)用3S技術(shù)，可綜合有關(guān)信息做出正確判斷。借助遙感技術(shù)可實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控以及了解氣象情況，做到實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，并能夠預(yù)測(cè)火災(zāi)走勢(shì)；借助全球定位系統(tǒng)可以更加準(zhǔn)確地確定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍；借助地理信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)林業(yè)資源的綜合管理和森林火災(zāi)信息檔案管理，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)。森林防火中應(yīng)用的3S技術(shù)1．1氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)（RS）氣象遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)、天線跟蹤數(shù)據(jù)計(jì)算，按軌道時(shí)間表自動(dòng)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，作數(shù)據(jù)預(yù)處理，按用戶設(shè)定的范圍自動(dòng)生成區(qū)域投影數(shù)據(jù)集，自動(dòng)進(jìn)行火情監(jiān)測(cè)，生成火情圖像、火情報(bào)表、植被指數(shù)、地表亮溫、海表亮溫和水情監(jiān)測(cè)圖像等。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)接收、顯示、處理和存儲(chǔ)極軌氣象衛(wèi)星發(fā)送的高分辨率圖像傳輸資料，對(duì)所接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、地標(biāo)導(dǎo)航和圖像處理及各類應(yīng)用處理等功能。氣象遙感衛(wèi)星覆蓋面廣，軌道運(yùn)行周期短，接收設(shè)備價(jià)格適宜，可用于森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)。但由于氣象衛(wèi)星具有無(wú)法精確定位的缺點(diǎn)，可配合陸地衛(wèi)星或資源衛(wèi)星、通訊聯(lián)系和進(jìn)行實(shí)地勘查等方面的數(shù)據(jù)對(duì)火災(zāi)的發(fā)展趨勢(shì)作出準(zhǔn)確的判斷。1.2全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)可以準(zhǔn)確、快速地定位出地球表面任何開闊地點(diǎn)的位置。通過地理信息系統(tǒng)，可使車載全球定位系統(tǒng)的定位信息在電子地圖上獲得實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的路線及漫游查詢，有利于指揮調(diào)度滅火車輛。地面全球定位系統(tǒng)可為地理信息系統(tǒng)及時(shí)采集、更新或修正數(shù)據(jù)。例如在外業(yè)調(diào)查中，將通過全球定位系統(tǒng)定位得到的數(shù)據(jù)輸入電子地圖或數(shù)據(jù)庫(kù)，可對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行修正、核實(shí)、賦予專題圖屬性以生成專題圖，進(jìn)行火災(zāi)面積計(jì)算及災(zāi)后評(píng)估。全球定位系統(tǒng)的精確定位功能彌補(bǔ)了遙感技術(shù)定位的不足。1.3地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）萬(wàn)維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擴(kuò)展和完善地理信息系統(tǒng)的一種新技術(shù)。它是由地理信息系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一種新的技術(shù)方法。人們可以利用它尋找所需要的各種地理空間數(shù)據(jù)、圖形和圖像，而且可以進(jìn)行地理空間分析。對(duì)于森林防火系統(tǒng)或林業(yè)資源信息管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)需考慮網(wǎng)絡(luò)的可靠性與穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)的可管理性、網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性和網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性等特點(diǎn)。森林防火系統(tǒng)通過衛(wèi)星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、了望塔、人工巡視等多種信息源發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，通過地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)實(shí)情實(shí)時(shí)的、直觀的顯示和發(fā)布，利用地理信息系統(tǒng)功能輔助決策、進(jìn)行受災(zāi)分析，將災(zāi)情信息數(shù)據(jù)登錄數(shù)據(jù)庫(kù)，以便進(jìn)行災(zāi)后評(píng)估。森林防火撲救信息管理系統(tǒng)中所涉及的技術(shù)繁多而且復(fù)雜，但最終可以分解為數(shù)據(jù)—知識(shí)的采集、存儲(chǔ)、處理以及結(jié)果輸出幾個(gè)部分，包含森林資源信息管理的全部職能。3S技術(shù)在森林防火工作中應(yīng)用2.1地理信息系統(tǒng)可以將遙感圖像與已有的各種專題地圖進(jìn)行匹配，根據(jù)圖像上火點(diǎn)的位置在地圖上定位，并結(jié)合周邊的資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，來(lái)判斷造成災(zāi)害的可能性以及造成災(zāi)害的程度。氣象遙感衛(wèi)星接收系統(tǒng)因其成像面積大，成像迅速，成本相對(duì)低廉，可用于監(jiān)測(cè)火災(zāi)的發(fā)生及其變化。但由于遙感圖像的精度相對(duì)較低，在某些應(yīng)用中還具有較大的局限性。結(jié)合地理信息系統(tǒng)就可以彌補(bǔ)這方面的缺陷。2.2地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)的結(jié)合，通過全球定位系統(tǒng)定位可以測(cè)出森林火災(zāi)地理位置或燃燒區(qū)域的邊界位置并將數(shù)據(jù)輸入到地理信息系統(tǒng)中，在地理信息系統(tǒng)中生成各類地物，如過火區(qū)邊緣、交通道路、防火隔離帶的圖形；全球定位系統(tǒng)與撲火隊(duì)伍、運(yùn)載裝置和通訊設(shè)備相結(jié)合，可以將撲火隊(duì)伍行進(jìn)的位置和路線及時(shí)傳輸?shù)街笓]部的地理信息系統(tǒng)之中，動(dòng)態(tài)地顯示在基準(zhǔn)地形圖上，從而可以對(duì)行動(dòng)的方向、位置以及到達(dá)的目的地及時(shí)作出判斷。2.3地理信息系統(tǒng)與森林防火了望臺(tái)相結(jié)合進(jìn)行林火定位，將了望臺(tái)的觀測(cè)結(jié)果和數(shù)據(jù)傳輸?shù)降乩硇畔⑾到y(tǒng)中，采用前方交會(huì)方法將林火的位置定位在地圖上。2.4地理信息系統(tǒng)具有豐富的查詢功能，利用地理信息系統(tǒng)模糊查詢的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)生森林火災(zāi)的地理位置的定位，或者根據(jù)經(jīng)緯度、大地坐標(biāo)交互式地在地圖上確定林火位置，并將有關(guān)的信息顯示給指揮者。2.5最佳路徑的確定，根據(jù)交通道路的分布情況，以及撲火隊(duì)伍的實(shí)際位置和要到達(dá)目的地的信息，地理信息系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出最佳的行進(jìn)路線、次佳行進(jìn)路線以及到達(dá)目的地所需要的時(shí)間，并以圖形或數(shù)據(jù)的形式提供給指揮者。