三岔子地区防火监测点选址方法探讨

张 云 ，郑 红

(1.国家林业局调查规划设计院，北京 100714； 2.国家林业局中南调查规划设计院，长沙 410014)

三岔子地区防火监测点选址方法探讨

张 云1，郑 红2

(1.国家林业局调查规划设计院，北京 100714； 2.国家林业局中南调查规划设计院，长沙 410014)

为了更好的预防森林火灾，实现对林区的实时监控，使现有资源监控范围最大化，选取合适的森林火灾监测点是十分重要的。利用GIS的空间分析功能，对三岔子林业局所辖林区进行了选址分析，综合各种因素，选取了适宜的山顶作为实时监控设备安装位置。

防火监测点；实时监控；空间分析

引言

空间选址是指在一定地理区域内为一个或多个对象选择指定位置，使得某一项指标或者综合指标达到最优的过程。随着社会和经济的发展，影响空间选址的各种因素比以往更加复杂，如何科学确定选址对象的空间位置显得越发重要，而GIS的发展为空间选址提供了全新的技术手段及重要的分析方法，其功能覆盖数据采集—分析—决策应用的全部过程。

林区地形复杂，在林区布设防火监控设备，配合对应的防火系统可以实现在火灾初期发现森林火险、自动定位到火点位置的功能，从而第一时间遏制火灾的蔓延。为了对林区进行有效监测，需要在施业区选择合适位置，将实时监控设备布置到在林区的各个位置，使监控终端的有效监测范围即通视区域最大化。由于智能终端监测范围大，且成本较高，如果分布合理，使用较少的设备即可监测整个林区，无须在每个瞭望台都安置设备。因此选出合理的布站方式至关重要，这样既保证了对林地的有效监测，又能节约成本。

1 工作区概况

三岔子地区位于吉林省东南部、长白山西麓，集山区、林区、矿区于一体，自然资源十分丰富，有林地面积20.3万hm2，森林总蓄积2574万m3，森林覆盖率91.2%，资产总值3.5亿元，主要产品有长白山林区优质名贵的柞木、水曲柳、色木、红松、椴木、榆木等木材，是重要的木材生产基地。三岔子林业局始建于1953年，现有瞭望台14座。

2 选址过程

由于GIS在空间选址中的深化应用，利于选址的直观性与可视化表达，加之人员在定性方面的判断，根据空间分析方法对森林防火塔台进行选址。

监控塔台对通视性及区域的可见性要求较高，选择监控效果良好的塔台位置可以更好的进行防火监控，可根据Skyline所做的通视性分析结果和ArcGIS平台中所转换的数据来选取监控塔台地址。Skyline TerraExplorer三维地理信息系统软件是利用航空影像、卫星数据、数字高程模型、矢量数据等信息源创建的一个交互式环境，具有强大的三维表现能力；ArcGIS软件为用户构建了一个完善的GIS系统解决方案，具有强大的数据处理和空间分析的能力。将Skyline和ArcGIS结合应用于选址工作，发挥各自的优势，为森林防火塔台的选址提供一种全面的解决方法。

2.1 选址原则

为使选址工作有序进行，选址时应遵循以下原则：在保证通视效果的前提下，优先选择现有瞭望台作为监测点选址；若需新建塔，则优先选择毗邻道路的山顶点。权衡以上选址原则，选出通视效果最佳的方案，获得选址结果。

2.2 选址方法

1) 首先准备该地区的DEM(如图1)和原有瞭望台数据。DEM是选址分析的基础数据，在利用视域分析来分析有效监测范围时，就是基于该地区的DEM数据进行的。同时，通过对DEM进行数据处理也可以获取山顶点数据来作为防火监测点的备选数据。原有瞭望台数据是较好的备选数据，它们都是经过筛选的具有良好通视效果的山顶点数据，具备现成的塔架，在既有的瞭望台上安装实时监控设备，不仅可以保证通视效果，还可以节约塔台建造成本。

图1 三岔子地区DEM示意图

实时监控设备的布置监测半径为15km，选择防火监测点安装实时监控设备时，既要保证有效监测范围最大化，又要考虑成本控制。因此充分利用原有瞭望台资源为控制成本的有效手段，为了使有效监测范围最大化可在必要时重新选址建塔。

2) 提取山顶点。当现有瞭望台不能满足监测需求时，需要另选塔址来建塔布置实时监控设备。一般的，监测点地势越高，其视域越广，因此，山顶点一般都是防火监测点的备选点。

3) 制作地形数据。利用三岔子地区的DEM制作可以在Skyline中分析的地形数据文件，以供视域分析使用。

4) 在Skyline中加载地形数据、山顶点和瞭望台矢量数据，以瞭望台及山顶点为选址备选点，处理数据时应保证所有矢量数据选用同一地理坐标系。

5) 运用Skyline的Viewshed功能，以所有备选点为圆心，半径为15km进行视域分析，通过人工干预判读法进行判断，在尽可能利用原塔台的基础上选取通视和监控覆盖效果最好的位置，形成塔台坐标数据表。

6) 将选取的监控塔台坐标文本数据加载到ArcGIS Desktop中，转换输出为矢量点数据，将塔台矢量数据再加载到Skyline中，输出成选址结果图。

防火监测点选址的方法流程如图2。

3 研究结果

如图3所示，在Skyline中显示塔台选址结果及监控范围，根据通视性分析结果所示，监控半径圆内绿色线段表示可见，红色线段表示不可见，在保证覆盖全部林场范围的前提下，选取通视效果最好的几点设置监控塔台，将选取点在ArcGIS中转换为矢量数据便于进行空间分析等操作，并制成相应表格数据为决策管理人员提供参考依据。

图2 选址方法流程图

图3 选址结果分布图

表1 选址结果

三岔子地区共选取9个监控塔，其中7个点在原有位置上建有瞭望台，2个选点需新建塔台，表1中列举了9个选点的基本信息。这9个布控位置的选择，能在花费最小成本的基础上，保证较好的监测效果，使监控范围能够覆盖整个三岔子地区。

4 分析讨论

本文通过对选址方法的分析，最终选用基于Skyline和ArcGIS的方法进行选址。在综合考虑基建成本以及监控效果等因素后，利用Skyline可以即时的分析并查看单个防火监测点的通视效果，利用ARCGIS方便对选址方案所确定的防火监测站点进行统计及空间分析。在三岔子地区进行的实例选址分析中，取得较好效果，基本达到预期的目的。

空间选址在现代经济和生活中显现出越发重要的作用，随着社会经济的发展，影响选址的因素将会越来越多，难度越来越大，而结合GIS进行选址具有良好的可视化表达、数据管理和空间分析功能，使得空间选址更为直观便捷。GIS技术尚有一些困难与不足，比如数据不易获得、平台软件比较昂贵等，这在一定程度上限制了GIS技术在空间选址方面的发展，但是随着GIS的不断成熟与发展，将会显现出其在空间选址方面的优越性。

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OnFireMonitoringPointLocatingMethodinSanchaziArea

ZHANG Yun1，ZHENG Hong2

(1.Academy of Forest Inventory and Planning, SFA, Beijing 100714,China；2.Central South Forest Inventory and Planning Institute of State Forestry Administration，Changsha 410014，Hunan，China)

In order to prevent forest fire in a better way,and to make the real-time monitoring and controlling over forest region come true,the suitable forest fire monitoring points should be selected and the range of monitoring to the current resources should also be maximized.Moreover,this essay useed the GIS space analysis function to carry out the site selecting analysis for the forest region of Sanchazi Forestry Bureau.Finally,integrating with various factors,the appropriate peak points of mountain have also been selected as the installation place for real-time monitoring and controlling equipments.

fire-proof monitoring point；real-time monitoring and controlling；space analysis

2013-03-05

2013-04-22

张云(1974-)，女，河南西华人，助理工程师，主要从事森林资源监测工作。

S762.2；TP39

B

1003-6075(2013)02-0038-04