浅析基于EGIS的森林火灾隐患排查系统构建

陈斌锋 许石柱

摘 要 运用云计算、大数据、物联网及空间地理信息等先进技术，建成广东省森林火灾风险隐患排查系统，通过数据采集、数据管理、服务管理、业务应用4个子系统，提高森林火灾风险隐患数据采集效率，以县、镇行政区为统计单元制作火灾风险隐患分布图和等级图，有针对性地采取防范措施，实现森林火灾风险隐患动态管理，对及时消除森林火灾风险，减少森林火灾发生具有重要意义。

关键词 森林火灾;风险隐患;排查系统

中图分类号：S762 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.15.046

森林火灾是当今世界发生面广、破坏性大、处置救助十分困难的自然灾害[1]。据不完全统计，世界平均每年发生森林火灾约22万起，过火面积达640多万公顷，约占世界森林覆盖率的0.23%，给国民经济和人民生命财产带来巨大损失[2]。广东省是“七山一水二分田”的林业大省，现有森林面积1 083.79万公顷，森林覆盖率达到58.59%，森林蓄积量58 967.87万立方米，森林资源丰富，森林防火压力大。目前，我国森林防灭火工作坚持“以防为主、防抗救相结合”的方针，逐步从减少灾害损失向减轻灾害风险转变，开展森林火灾风险隐患排查，可以变被动防火为主动防火，及时消除火灾隐患[3-5]。运用云计算、大数据、物联网及空间地理信息等先进技术，建成服务范围纵向贯穿省、地（市）、县（区）、镇4级政府的全省森林火灾风险隐患排查软件系统，实现森林火灾风险隐患动态管理，及时消除森林火灾风险，减少森林火灾发生。

1 森林火灾风险隐患排查系统总体架构

系统架构如图1所示，该架构轻便易用，部署、维护简单，占用硬件资源少，具有可视化界面。在EGIS（Emergency Geographic Information System，应急地理信息系统）的基础上，构建4个子系统，满足森林防灭火工作的需求。

1.1 数据采集子系统

数据采集子系统主要对森林防火区内坟墓、寺庙、神位、采矿区、易燃易爆物品仓库、垃圾焚烧场、油站汽库、施工作业区、餐饮饭店、监狱和养殖场所等及其周边植被情况进行实地采集和上报。收集隐患的类型、坐标位置、地名、责任人、联系电话、周边植被等信息。

1.2 数据管理子系统

数据管理子系统主要用于各类数据的入库、编辑、制图，为其他子系统提供相应的数据资源。管理的数据包括广东省土地利用类型数据、地形图数据、高分辨率遥感影像数据、DEM数据、隐患数据、森林火灾历史数据，隐患实地照片、视频和中间数据等。

1.3 服务管理子系统

服务管理子系统主要用于各类服务的发布和管理、服务权限的控制、服务访问统计及相应的日志管理。

1.4 业务应用子系统

业务应用子系统面向各类终端用户提供不同业务领域的应用，包括隐患数据采集、整改消号动态管理，在线专题图制作等。

2 系统功能设计

2.1 数据采集子系统

数据采集子系统主要用于外业数据采集人员通过此系统（即森林火灾风险隐患排查app）进行森林火灾风险隐患数据的上报，形成森林火灾风险隐患数据库，同时为后端提供数据可视化展示，便于对隐患信息进行查看与处理，为森林防灭火工作决策提供数据支撑。

2.1.1 隱患采集上报

隐患采集上报功能支持多种森林火灾风险隐患类型，收集森林火灾风险隐患的位置定位，并通过图像或视频信息、现场描述等方式实时记录隐患的现场情况。

2.1.2 离线地图

数据采集人员在野外没有网络信号时，可通过离线地图获取采集人员定位信息。

2.2 数据管理子系统

数据管理子系统主要用于管理和维护各类矢量、栅格数据的管理、编辑、更新和制图。

2.2.1 入库

数据管理工具支持130余种数据格式的读取和80余种数据格式的转换，支持主流数据库，包括Oracle、SQL Server、Db2、PostgreSQL及国产数据库，支持单用户和多用户编辑，提供丰富的数据编辑工具，具有良好的编辑体验。用户可以轻松集成所有类型的数据进行可视化，支持二三维制图，可以进行地图投影，将多源数据整合到统一框架。支持将带有坐标信息的文本数据转换为shapefile和Geodatabase格式。

2.2.2 制图

管理软件提供了各式各样的地图符号、常用的地图模板以及先进的制图工具，如智能制图、多属性符号系统和灵活的标注与注记选项，使得制图可视化成果兼具美观性、交互性和信息性，能够根据隐患不同类型，对数据进行不同类型的符号化，用以直观呈现隐患数据的空间分布规律。支持隐患信息的查询，可以在图上直接查询空间数据的属性信息。

2.3 服务管理子系统

服务管理子系统为前端业务应用构建统一的数据访问平台，将GIS（Geographic Information System，地理信息系统）数据资源和分析资源进行整合。

2.3.1 服务发布

服务发布工具提供可视化界面，用于发布基础GIS服务。用户可以通过桌面工具进行发布，也可直接通过WEB端界面进行服务发布。服务发布后，用户可以根据实际需要，对所发布的服务名称、服务内容以及与服务相关的属性参数等进行修改配置操作。

2.3.2 服务管理

系统对所有服务进行统一管理，包括服务启动、服务停止等运行状态管理，服务可视化显示，可以对服务的属性进行编辑。提供服务检索功能，用户可以根据已知条件（如服务显示名、服务注册类型、服务日期、服务状态等）检索服务。

提供了智能搜索和快速定位的机制，如提供标签、评级、评论、使用频率等多种方式快速检索地图、应用、模板、工具等资源，并提供了大量细节信息和“我的收藏夹”功能，使得用户可以便捷地发现组织中的资源，并实现一键式保存和共享。

2.3.3 权限控制

服务或内容可以共享给其他人，方便其他业务系统的使用，当然也可以作为私有资源仅用于单元测试，共享时有多个选项可供选择。子系统具有严格的权限控制机制，权限通过角色赋给特定的用户，可以根据子系统建设需求，创建不同的角色以实现多样的权限控制，权限分为常规权限和管理权限。

2.3.4 服务统计

服务统计将记录内容、用户和组的各种使用情况进行数据统计，再通过Dashboard展示报告信息。

2.3.5 日志管理

日志管理模块用于子系統日志的分布式存储、提取和信息挖掘，完成相应日志的收集、分析及管理，通过对日志的管理、统计、分析来跟踪系统的变化。其中包括服务访问日志和运维操作日志，支持将日志信息进行导出，存储到本地。

2.4 业务应用子系统

对全省森林火灾风险隐患数据进行采集、整改、消号等动态管理，整合集成火险隐患详细调查成果，形成不同时期、不同地域火灾隐患的分布图，将森林火灾易发、多发区和重点防护区森林火灾风险隐患通过热力图进行可视化展示。

2.4.1 隐患数据排查处理

1）接收到外业数据采集上报事件后，经后台数据处理可以自动展示在客户端上显示。2）同时收到多个上报事件信息时，能够按照事件上报时间顺序排队显示，值班人员可以输入处理信息、确认隐患点信息并保存。3）按照上报隐患点元素进行分类，支持上报事件处理、上报事件详细信息查看、删除等操作;并可按上报事件状态与已处理、未处理的处理状态对上报事件信息进行过滤。

2.4.2 热力图展示

以特殊高亮的形式显示火灾隐患多的页面区域和隐患所在的地理区域的热力图示。可以点击显示森林火灾风险隐患区域的数据信息，为专业GIS用户提供更深入的可视化展示。

2.4.3 统计管理

系统将以外业数据采集上报事件模块中的数据为源数据进行统计汇总，并以列表形式展现。按隐患类型详细统计各行政区域的隐患数据。

3 结语

森林火灾风险隐患排查系统建成后，可有效提高风险隐患数据采集效率，降低外业调查成本，对火灾隐患进行动态监测;系统根据采集的隐患数据信息，以县、镇行政区为统计单元制作火灾风险隐患分布图和等级图，有针对性地采取防范措施，实现森林火灾风险隐患动态管理，及时消除森林火灾风险，减少森林火灾发生。

参考文献：

[1] 国家森林防火指挥部办公室.森林防火办公室实用手册[M].北京：中国林业出版社，2015.

[2] 王明玉，任云卯，赵凤君.等.北京西山防火林带空间布局与规划[J].林业科学研究，2010，23（3）：399-400.

[3] 胡海清.林火生态与管理[M].北京：中国林业出版社，2005.

[4] 田晓瑞，舒立福.防火林带的应用与研究现状[J].世界林业研究，2000，13（1）：20-26.

[5] Saharjo B H.The selection study of fuel break tree speciies[J].Technical Notes of Bogotr Agricultural University，1992，4（2）：45-52.

（责任编辑：刘昀）