森林防火地理信息系统构建中的问题探讨

2018-03-19周俊亮文东新陈顺伟茅史亮

森林防火 2018年2期

周俊亮，文东新，陈顺伟，茅史亮

（1.北方航空护林总站，黑龙江哈尔滨 150020；2.中南林业科技大学，湖南长沙 410004；3.浙江省航空护林管理站，浙江杭州 300012）

随着3S技术的不断发展，森林防火地理信息系统建设能力与水平得到极大的提高，应用范围迅速扩大，在林火的监测、预防、扑救指挥与日常管理中发挥了越来越重要的作用[1]。森林防火地理信息系统建设已经成为森林火灾综合治理中不可或缺的组成部分，是各级林火管理部门指挥森林火灾扑救和林火管理的必备手段。

目前，国家森林防火指挥部及大部分省级森林防火指挥部都已建成各自的森林防火地理信息系统，部分市级和县级森林防火指挥部也开始了森林防火地理信息系统建设工作，有很多系统应用良好甚至已经升级换代了，在林火扑救与管理中发挥着重要的作用[2]。但是，各地森林防火地理信息系统建设目前没有遵循统一的规范要求与标准，且开发与应用管理水平良莠不齐，部分系统应用达不到预期效果甚至已无人运行和维护，造成资金严重浪费。在此，通过总结构建森林防火地理信息系统的经验与教训，结合各地森林防火地理信息系统应用实际，探讨加强森林防火地理信息系统建设使其达到最优效果应注意的几个问题。

1 森林防火地理信息系统数据结构

森林防火地理信息系统需要庞大数据支撑，因为它牵涉基础地理信息数据库、林业资源地理信息数据库和森林防火专题地理信息数据库等内容。特别是基础地理信息数据库中的遥感影像、三维数据以及林业资源地理信息数据库的林相图等数据，这些数据是数字林业和数字国土的重要组成部分，数据处理难度大，购买和更新成本高。森林防火地理信息系统作为公益性应急指挥系统理应免费使用这些数据和地理信息平台。

很多地方在投资、构建森林防火地理信息系统时将这些基础和资源数据库的建设、维护和管理纳入进来，使得系统建设投资巨大，使得后期维护更新难以为继；同时，还存在部门间重复建设的问题。为了破除数据共享和交换的瓶颈，现在各地政府部门都逐渐在组织建设统一的基础地理数据平台，由专人负责基础数据采集、集成、维护与更新。

森林防火地理信息系统可共享这些数据成果和平台，也可充分利用天地图、谷歌地球、百度地图等基础地理数据及平台，减少基础地理数据建设的投入，将重点放在森林防火专题数据库建设上面来[3]。

2 专题数据标准化和规范采集

各地森林防火专题数据库建设没有统一标准和规范，专题数据获取大都不全面。规范林火管理单位和机构、重点场所（消防水源、危爆场所、防火检查站、名胜古迹等）、物质储备库、消防队伍、通信设备、瞭望台、宣传碑牌、防火带（防火林带、生土带和防火通道等）等的采集内容，并强调对地标照片和视频等多媒体数据的采集。

为方便野外专题数据采集和保证数据准确性，可统一采用WGS84坐标系或CGCS2000坐标系，用带GPS或北斗系统的手机或照相机现场拍照并从照片中提取录入坐标数据（防火林带可通过录入连续多点坐标表示），系统应能将地标位置和照片视频等定位显示在地理信息平台上，方便采集者展示和核查数据。采集的数据可采用由下至上数据库逐级汇总的方法进行整合，保证数据的全面和现时性与可靠性。

目前，部分投资巨大的森林防火地理信息系统的软肋往往是森林防火专题数据的不全面和不准确，主要原因是专题数据大都由基层通过Word、Excel表格等形式提供，基层数据采集方式多样化、坐标系多样化，可又无法自行核验其准确性。因此，森林防火地理信息系统建设应重点规范和加强基层专题数据的采集工作，保证数据全面而准确，才能使系统发挥应有的作用。

3 森林防火地理信息系统智能开发技术

目前，森林防火地理信息系统建设有省级、地市级和县级之分，其中以省级和地市级建设为主，为管理者提供森林防火指挥决策依据。省、市级森林防火地理信息系统建设一般采用服务器客户端方式为下一级应用提供服务，这就造成了最需要和最频繁应用系统的县级、乡（镇）级大都没有自己独立的森林防火地理信息系统和数据库，不利于系统维护与更新。对于没有内网或外网的扑火前指，系统也就成了摆设。因此，为了满足基层实际应用需求，应同时有单机版和网络版供县级甚至乡（镇）、村级使用，拥有并维护、更新自己独立的数据库。考虑到县级和乡（镇）、村级的财政能力与操作人员的业务水平，系统应成本低廉、安装快捷和操作简便。

随着智能手机等终端设备的不断普及，森林防火地理信息系统也应向支持手机、平板电脑等移动终端上的应用方向发展，并生产出更多简便易用、功能完善的App，使更多的人能参与到森林防火工作中来。

在林火扑救指挥辅助决策方面，由于火场基础地形、植被、气象等数据难以准确采集，少有适合各类复杂环境条件组合的蔓延模型用于实战指挥。目前，研究大都停留在理论方面。应加强林火虚拟仿真应用研究，尽快使新技术在森林防火业务培训、案例分析与推演、林火扑救指挥等实际应用中发挥重要的作用，真正实现辅助决策功能[4，5]。

4 森林防火地理信息系统兼容性

森林防火地理信息系统是林火管理和扑救指挥的主要平台，应与其他相关应用系统兼容并提供接口，做好数据与系统的集成工作。

目前，很多林火管理部门都使用了护林员（扑火队员）定位系统、车辆定位系统等人员定位系统，也有些使用电信、移动等公司开发的考勤管理系统来代替。但是，这些系统普遍存在人员定位平台与森林防火地理信息系统平台不一致的问题，不能在一张图中整合，导致系统使用效果达不到应用要求。同时，由于定位人员数量大、对服务器性能及带宽要求高，难以实现省、市级规模的应用，可考虑通过分县建立简易服务器的方式解决，并将人员位置等信息整合在森林防火地理信息系统中。

通信指挥系统的对讲机定位信息、视频监控系统特别是移动视频监控系统的火点定位信息、无人机监测系统的位置与视频定位信息、林火卫星热点和火险气象监测站的位置和属性信息等都跟森林防火地理信息系统建设密切相关，但现在大多也是自成一体，不能将这些动态监测数据实时接入到森林防火地理信息系统平台中。完整的森林防火地理信息系统平台应整合基础数据、资源数据、专题数据、人员位置数据、视频监控数据、无人机实时数据、林火卫星热点数据、火险气象监测数据等，做到数据的集成和一体化。另外，也应与其他相关系统如自动化办公系统、森林资源管理系统、古树名木管理系统、电力管理系统、国土管理系统等兼容，提高数据共享与交换能力，使系统能融入数字林业和数字国土平台中去，做到系统间功能的相互补充。

5 森林防火地理信息系统培训与管理

森林防火地理信息系统建成后，能否得到有效运行、维护、更新和管理，发挥应有的作用，很大程度上取决于应用管理人员的业务素质与能力。在基层甚至省、市级林火管理部门，由于应用管理人员的频繁变动，新来的未经培训人员有时不会或不愿意接手系统的维护更新和管理工作，往往会导致数据库的丢失和系统的闲置与崩溃。要使系统有效运行，必须加强应用管理人员的培训和管理工作，有条件的地方可考虑以购买服务的方式委托第三方管理，以保证系统作用的最大限度发挥。没有领导者的重视和应用管理人员的尽心维护与管理，功能再强大的森林防火地理信息系统也会形同虚设。