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2009年04月22日 14:38北京中興藍鼎科技有限公司點擊量:3228
進入秋冬時節(jié),也就是森林火災的高峰期,各地區(qū)都加大了財力和物力的投入,如果能將GPS定位儀與GIS(地理信息系統(tǒng))結合起來,對您的工作將有很大的幫助。用該儀器準確的知道該地區(qū)的位置,火勢燃燒的方位、速度等參數(shù)。然后利用相關的數(shù)據(jù)鏈將其準確信息發(fā)回指揮監(jiān)控中心,指揮中心根據(jù)火災的具體情況可以告知其他撲火專業(yè)隊,以便對火情進行控制以便及時撲滅。
GPS衛(wèi)星定位技術是隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展建立起來的一個高精度、全天候和性的無線電導航定位、定時的多功能系統(tǒng)。它利用位于距地球2萬多公里高的、由24顆人造衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng),向地球不斷發(fā)射定位信號。地球上的任何一個GPS接收機,只要接收到任何一個四顆以上的衛(wèi)星發(fā)出的信號,經(jīng)過計算后,就可報出GPS接收機的位置(經(jīng)度、緯度、高度)、時間和運動狀態(tài)。目前,沒有任何一個傳統(tǒng)的導航定位技術能夠達到GPS這樣的高精度、高速度、全天候和性的性能。
GIS是近些年來迅速發(fā)展起來的一門新興技術,它作為制圖學、計算機技術、地理、遙感、統(tǒng)計、測繪、通訊、規(guī)劃和管理學科交叉運用的產(chǎn)物而被廣泛用于各個領域。在GPS多功能車輛報警定位、跟蹤服務系統(tǒng)中,主要用于對地圖的顯示和管理以及對受監(jiān)控的移動目標位置的顯示。
一、根據(jù)通訊方式的不同,本方案的具體實施有兩種情況:
1、 GSM實時監(jiān)控
GSM通訊移動系統(tǒng)是目前國內(nèi)覆蓋范圍zui廣、系統(tǒng)可靠性zui高、話機保有量zui大的數(shù)字移動通訊系統(tǒng)。GSM以統(tǒng)一的方式向各地用戶提供有所有電信業(yè)務的國內(nèi)和漫游。用戶身份鑒別可保護網(wǎng)絡避免無權用戶使用。GSM系統(tǒng)除提供話音業(yè)務外,還提供數(shù)據(jù)業(yè)務、短消息業(yè)務等多項功能。GPS多功能監(jiān)控服務系統(tǒng)則是采用了SMS短消息功能實現(xiàn)固定站與移動站之間的數(shù)據(jù)傳輸。保證用戶可以隨時知道森林防火隊員的所處位置。通過這種方式就能夠為救援提供極其重要的數(shù)據(jù)。
目前通過GSM通訊方式已經(jīng)在全國絕大部分地區(qū)開通,但偏遠地區(qū)可能還會有信號無法覆蓋的情況,故實施此中方案一定要本地區(qū)的通信信號已經(jīng)*覆蓋才可以實行。
通過GSM來實現(xiàn)森林防火報警裝置具有很多優(yōu)點:
1) 節(jié)省投資:可以利用中國移動現(xiàn)有的網(wǎng)絡基站去實現(xiàn)信息傳輸,而不必花費高昂的投入去自己建立通訊網(wǎng)絡。
2) 傳輸距離遠:目前中國移動通信已經(jīng)實現(xiàn)了全國漫游及覆蓋,因此在遠的距離都可以通過該網(wǎng)絡實現(xiàn)傳輸。
2、集群方式監(jiān)控
集群方式可以利用林業(yè)已有頻率波段建立,利用此方式雖然可以解決一定程度上的網(wǎng)絡信號覆蓋問題,但是其傳輸距離受到限制,而且還需要有基站來進行中繼。以目前的傳輸情況看可以保證傳輸距離在40-50公里左右,但這要決定于當?shù)刂欣^站的數(shù)量。
二、關于監(jiān)控軟件
林火信息管理
林火發(fā)生是一個極其復雜的自然現(xiàn)象,它涉及的因素許多,有其自然屬性,又有其社會屬性。自然屬性中有可燃物的類型及其分布狀況、地形地貌分布狀況、氣象因子等等。作為森林防火工作者往往要面對錯綜復雜、各種各樣的信息,并在此基礎開展我們的林火預防、撲救、善后處理等工作。要全面掌握如此之多的信息非人力所為。特別林火發(fā)生又帶其突發(fā)性,要在很短的時間判斷林火的發(fā)展趨勢,并及時采取決策,同時還要隨時掌握現(xiàn)場的狀況,就需要指揮者具有豐富的經(jīng)驗掌握豐富的知識。作為指揮者要做到這一步就必須采用*的科學技術來提高他的判斷能力和現(xiàn)場指揮能力。目前用GIS這一工具就可以達到將所有的有關信息有機管理起來并隨時調(diào)整直觀現(xiàn)象的表現(xiàn)出來,做到預防工做決策得力,撲救有效。
(1)數(shù)據(jù)庫建立:可以通過不同的方法將森林防火有關的數(shù)據(jù)采集到計算機之中,建立相應的數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)庫有地圖數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫和方法庫(對空間和屬性數(shù)據(jù)內(nèi)在關系,以數(shù)學模型,才分生長數(shù)學模型,材積毛模型、火型為模型,有了這些模型就可以把握住客觀事物的內(nèi)在規(guī)律,掌握自然現(xiàn)象的本質(zhì))。
(2)數(shù)據(jù)庫的動態(tài)管理:對地圖數(shù)據(jù)的編輯更新。可利用資源狀況、社會經(jīng)濟狀況、生產(chǎn)經(jīng)營狀況的各種數(shù)據(jù)進行及時的更新。如造林、撫育、采伐、道路建設等各種經(jīng)營活動對資源的變化都可以隨時利用GIS管理起來,隨時都有反映現(xiàn)狀的信息,做到?jīng)Q策方案的真實可靠。
(3)數(shù)據(jù)檢索和輸出:利用GIS可以隨時制作輸出各種專題圖和有關表格。
林火撲救指揮和實時監(jiān)測
(1)與GPS的結合:
GPS圖的制作通過GPS可以將地理位置轉(zhuǎn)化成GIS的數(shù)據(jù)格式并輸入到GIS中,通過GIS來產(chǎn)生地圖,如過火區(qū)邊緣、交通道路、防火隔離帶都可以用GPS將其采集到GIS中。GPS可以在野外采集到的地理位置轉(zhuǎn)化成點、線或多邊形數(shù)據(jù)。GPS與撲火隊伍和運載配備GPS和相應的通訊設施后,就可以將隊伍行進的位置和路線及時傳輸?shù)街笓]部的GIS系統(tǒng)之中,GIS就可以準確地定位到地圖之中。從而就可 以對行動的方向,位置,到達的目標地及時的糾正和調(diào)整。
(2)GIS了望臺的結合進行林火定位:
根據(jù)了望臺的觀測情況和數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾IS系統(tǒng)后就可以采用交會方法將林火的位置定位在地圖上。
(3)現(xiàn)場報告與林火的定位:
GIS具有豐富的查詢功能,對于現(xiàn)場報告的模糊信息可以利用GIS模糊查詢的功能,對森林火災的發(fā)生位置進行定位,也可以直接報告經(jīng)緯度的數(shù)據(jù)或大地坐標數(shù)據(jù)在GIS中的地圖上將林火定位,并將其他相關的數(shù)據(jù)顯示給指揮者。
林火的預測預報
接收氣象數(shù)據(jù)選用火險等級分析模型綜合資源氣象和地形地貌數(shù)據(jù)進行綜合分析得出火險等級,數(shù)據(jù)圖形顯示或輸出火險等級分布圖發(fā)出警告信息?;痣U等級區(qū)劃有宏觀和微觀的不同層次,宏觀預報是根據(jù)不同區(qū)域各氣象臺站觀測的數(shù)據(jù)和區(qū)域植被的生長特點來預測火險等級指數(shù),如省火險等級分布,全國火險等級分布,微觀火險等級預報具體可落實到山頭地塊。預測的結果具體詳細,但需要的數(shù)據(jù)量大。
林火設施的布局分析
(1)了望臺布局分析:
利用地形圖和了望臺站網(wǎng)的分布特點,可計算出盲區(qū)(了望臺不可見的山頭地塊)、定位區(qū)(可以利用不同了望臺定位的地塊)和不可定位區(qū)(只有一個了望臺可見)在需要建立或增設了望臺站的地區(qū)可以利用GIS設計觀察覆蓋面大,盲區(qū)小的了望 臺分布方案。
(2)交通道路布設:
根據(jù)目前的林道分布的現(xiàn)狀和林火火險等級的分布圖以其森林經(jīng)營的要求利用GIS可 以設計出既有利于社會經(jīng)濟要求,又利于林火快速撲救的林區(qū)交通道路的設計方案。
(3)防火隔離帶的布設:
利用GIS所表現(xiàn)的綜合治理信息可以直觀在地圖上設計出經(jīng)費節(jié)省效果佳的防火隔離帶。
其它應用
(1) 火災折算;對過火面積、蓄積損失、經(jīng)濟損失,以及在撲火過程中的各種經(jīng)濟投入能快速并準確地統(tǒng)計計算。
(2) 災后處理:火燒跡地的清理,造林規(guī)劃
(3) 火行為分析:根據(jù)林業(yè)*的應用模型可判斷林火蔓延趨勢
(4) 計劃燒除
(5) 總體規(guī)劃
應用效果
(1) 改變以往的林業(yè)調(diào)查作業(yè)方式。由于"3S"技術能快速、實時地獲取地面三維信息, 省去了以往圖像繁重的校正工作及手工作圖的作業(yè)方式,人工勞務介入量大大減少,作業(yè)步驟變得簡 單 ,周期縮短,成本成倍降低,整個過程將以自動化作業(yè)為主。
(2) 對林火、病蟲害等災害事件監(jiān)測能力大大增強。
(3) 快速編制各種 林業(yè)專題圖件。以往林業(yè)制圖,由于遙感數(shù)據(jù)定位困難, 人工勞務介入量大,地形圖成了編制其它圖件的基本圖,使得林業(yè)專題圖的編制費時費力,在一些無地形的地區(qū)更 是無法進行。利用"3S"技術可以不受時間、地域的影響,利用其獲取的直接地學編碼圖像,直接輸出包括地形在內(nèi)的各種專業(yè)圖件,編制時間大大縮短,精度也有了較高的保證。
(4) 有利于建立現(xiàn)代的國家森林資源監(jiān)測體系。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展及社會環(huán)境意識的增強,傳統(tǒng)的森林資源監(jiān)測體系已不能*適應社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要。利用"3S"技術建立 森林資源 監(jiān)測體系易于克服傳統(tǒng)監(jiān)測體系的缺陷,做到:1)動態(tài)監(jiān)測森林資源的空間分布信息;2)不僅對國家及大區(qū)域的森林資源進行宏觀監(jiān)測還能對局部微觀區(qū)域的森林資源變化進行監(jiān)測;3)在監(jiān)測內(nèi)容上,不僅對森林資源數(shù)量進行監(jiān)測,更能加強對生態(tài)環(huán)境信息的動態(tài)監(jiān)測;4)在數(shù)據(jù)更新方面,利用"3S"技術的實時或準實時功能,能更好地完成監(jiān)測體系的數(shù)據(jù)更新。
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