3S技术在森林火灾防护中的应用

杨鑫?陈雅欣

[摘 要] 目前，3S技术在我国森林资源管理中取得了良好的应用效果。尤其是随着技术的不断更新和成熟以及相关技术应用经验的积累，3S技术的应用范围不断拓展，如应用在森林火灾防护中可形成有效的火灾防护监测体系。基于此，本文在解析3S技术的基础上，深入探讨3S技术在森林火灾防护中的应用及未来发展前景。

[关键词] 3S技术;森林火灾;防护

[中图分类号] S762.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）08-93-2

目前，3S技术在社会生产中应用非常广泛。3S技术在森林火灾防护中的应用始于加拿大、美国等林业大国，并且取得了良好的应用效果。后来，我国在森林管理中也引入了3S技术，并且取得了一定的应用效果。

1 3S技术概述

3S技术是遥感技术（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geography Information Systems，GIS）和全球定位系统（Global Positioning Systems，GPS）的統称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术、计算机技术、通信技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术[1]。其中，全球定位系统和卫星遥感是地理信息系统的数据来源，如全球定位系统提供位置定位数据信息，而卫星遥感则提供图像等数据信息，地理信息系统负责将收集到的各类信息整合起来，通过系统内部的加工处理，得到人们所需的有效信息。地理信息系统管理各种与空间位置和专题地图有关的数据，并能对相关的数据进行分类综合处理，是一个拥有地图制作、查询检索、数据处理等功能的强大信息系统。地理信息系统将收集到的地图、图像、声音文字等信息通过其内在的系统进行关联和处理，从而为使用者提供其需要的综合信息。在森林管理中，地理信息系统可应用于森林资源普查、林业调查规划设计、森林病虫害监测和防护、森林火灾防护等多个领域。由于3S技术具有数据来源广泛、数据监测实时、加工处理迅速及精度较高等优势，因此在许多领域都体现出了其强大的应用价值。

2 3S技术在森林火灾防护中的应用

2.1 林火信息管理

森林火灾的发生涉及很多内外部因素，其中既有自然因素，又有社会因素。在自然因素中，温度、天气、可燃物分布和地形地貌等因素对火灾的发生及蔓延有极大的影响。对于森林防护工作者而言，需要在掌握林火信息的基础上开展相关的火灾防护和扑救等工作，而且需要在极短的时间内完成，工作难度几乎超出了人们的想象。即使在火灾发生后，现场指挥者也需要及时掌握火灾发生的位置、原因、发展趋势及林区状况等，才能准确有效地指挥火灾扑灭工作。这些都体现出在森林火灾防护中对于林火信息的实时掌握是非常重要的一项工作，而3S技术的应用可有效解决这一难题。利用3S技术，将有关的信息高效整合起来，通过其处理系统对信息进行处理且直观地呈现在人们面前，使防护工作者全面掌握林火信息，提升防火决策的及时性和准确性。

在具体的林火信息管理实现过程中，主要是通过建立数据库、数据处理和动态管理、数据检索和调出3个主要步骤实现的。数据库包括地图数据库、属性数据库和方法数据库，其中地图数据库包含林相图、森林分布图、地理地形图、水系图、道路图、重要经济设施分布图及相关的消防设施分布图等，属性数据库则是记录与上述地图数据库中相对应的各类要素的属性信息。通过将两者的信息进行关联，就可以将各类要素的位置信息和属性信息统一在一张图上。方法数据库则是为上述两个数据库提供内在关系的数学模型集合，通过方法数据库更好地掌握各要素之间的内在关系和客观规律。数据处理和动态管理则是通过GPS、RS、接入其他数据源及人工调查等方法，对地图和属性数据信息进行及时更新，随时保持信息的有效性。数据检索和调出则是对上述处理结果的输出，可以通过地图、表格、文字及多媒体等形式将数据处理结果呈现出来[2]。通过3S技术的应用，可以实现对林火信息的及时更新和输出，便于人员掌握林火情况，从而为提高森林火灾防护效果提供有效的信息数据支撑。

2.2 林火扑救指挥和实时监测

通过3S技术可以实现对火灾的监测、定位及扑救信息辅助决策。将卫星遥感与地理信息系统结合起来，能有效弥补卫星遥感精度不足的缺陷，通过与地理系信息系统中其他信息的相互叠加比对，印证信息的准确性。此外，全球定位系统的加入为各类信息的实时准确定位提供了有效的技术支撑，从而为情况定位、位置指挥等提供便捷的条件。此外，将监测站、人工报告等信息接入3S系统，能拓展信息的丰富性，提升信息的准确性;将路径优化系统及通信系统接入3S系统，可以实现对林火扑救的实施指挥，提高指挥决策的准确性，从而提升扑救效率[3]。由此可以看出，通过数据来源的增加以及相应数据处理模块和功能模块的接入，3S技术能根据人们的设计实现许多更加实用的功能，充分体现出其在应用功能上的多样性和拓展性。

2.3 林火预报告警

通过3S技术能将收集到的各类信息进行处理和综合分析，并将分析得到的结果直观地展现给人们。将这个功能应用于林火的预报告警中，能实现对火灾风险的提前预测和防范，从而提高森林火灾防护能力。在实际的信息处理过程中，系统将采集到的实时气象数据与森林资源生长情况、地理地形等数据信息综合输入合适的火灾等级分析模型中，通过数据处理得到火灾等级分布，并根据显示方式通过等级预报图或者告警闪示灯等向人们进行林火的预报告警[4]。此外，通过综合分析，不仅能得到某一片区域内微观层面的火灾预报情况，而且能得到宏观区域的火灾发生率。在实现告警功能时，将火灾发生概率科学划分为若干等级，设定一定的风险等级，从而实现林火告警。

2.4 林区防火设施布置

通过3S技术，结合信息系统中的数据和防火设施属性，能科学布置防火设施。例如，根据监测站的属性和地理地形等信息，计算出监测站的盲区，从而合理设置监测站的位置;在进行林区道路设置时，综合分析道路分布状况，及时查找当前林区道路存在的问题，能根据火灾风险分布情况设计便捷快速的救火通道，提升森林救火能力;利用系统具备的综合信息，根据地图中显示的地形信息、森林分布信息等，能直观地进行防火隔离带、消防水源储备点的设计，降低设计成本[5]。总之，通过系统的综合信息处理，能科学合理地布置林区内多种防火设施，从而提升林区应对森林火灾的能力。

3 3S技术应用于森林火灾防护的前景展望

随着计算机技术和信息通信技术的发展，3S技术将会在信息监测实时性、准确性等方面有很大的提升空间，其应用领域也会不断拓展。目前，3S技术应用于森林火灾防护中虽然取得了很好的效果，但是还有许多功能有待于进一步开发，如火灾损失评估、灾后处理和恢复、计划烧除以及与其他管理功能的融合等。随着3S技术的不断优化完善，这些功能必然将会在未来的森林火灾防护管理中得到应用，从而使3S技术发挥更大的作用。

4 结语

森林火灾防护是森林管护中的重要工作，对于维护森林面积、发挥森林资源价值具有重要作用。将3S技术应用于森林火灾防护中，凭借地理信息系统高效的信息收集处理功能和强大的拓展功能，在火灾监测预测、防火设施布置等方面取得了很好的应用效果。未来随着通信技术的不断发展，3S技术将会在信息采集、传输和处理等方面进一步提升效率和精度，从而实现功能的进一步拓展，充分发挥3S技术的作用。

参考文献

[1]杨超.3S技术在林业工作上的应用[J].南方农机，2020（2）：63.

[2]周鑫，张美翠.“3S”技术在森林资源监测体系中的应用[J].农村实用技术，2019（10）：91.

[3]刘红位.试析“3S”技术在森林资源调查规划设计中的应用[J].绿色科技，2019（15）：190-191.

[4]刘宝龙.3S技术的森林防火系统研究[J].北京农业，201S（25）：105-106.

[5]骆强，周丙昌.3S技术与现代森林防火[J].北京农业，2014（15）：84.