基于云森防火的灾情管理系统研究

郑 可，刘芳芳，丁明宇

（青岛黄海学院，山东 青岛 266427）

多个国家借助森林防火信息科学技术对林业实现了系统化、网络化、规范化、专业化管理。早在1988年，国务院出台实施的《森林防火条例》中，就明确要求国家积极推动森林防火，科学研究扩展并应用先进科学技术的明文规定。

1 森林防火新型技术应用背景

我国发展林业的基础是森林，而我国的森林覆盖率远远低于世界平均水平的72%，我们要保护好我们仅有的森林资源，同时，我国面临着森林火灾频发的风险，传统性的灭火形式和手段早已远远无法满足要求。故此我们要进一步的利用5G信息科技以及各种各样创新型手段，来进一步去提高森林防火工作的科技技术水准，让森林防火管理工作实现智能数字化发展。森林是现代人类及动物生存的物质根基，森林火灾事故会损害森林植被，给林区的广大群众人民的生活带来困扰，我们应该及时学习防火知识，利用高科技技术阻止控制此类灾害发生不错过最佳救援机会。总体而言，我国在社会和经济方面的不断发展和日益提升，造成生态环境保护问题愈加艰巨，我们要做好森林资源保护工作，采取科学合理的技术方法，建立相应的应用软件，对林业资源进行保护，从而保证森林资源的高效利用，做好森林防护工作，降低森林火灾发生频率。

2 森林防火国内现状

政府十分重视森林资源的保护与发展，我国土地沃野千里，各个地区有着不同的林业资源，而林业的发展在整个社会发展中扮演着重要的角色，森林防火任务艰巨。随着科学经济和社会的高速发展，我国在防火技术上的研究有所进步，但火灾仍然时常发生，森林防火是防火工作和林业资源防护的重点工作，其防火措施要随着科学技术的进步不断更新，从而加强森林火灾的对应政策，以减少森林火灾造成的林业资源的严重浪费和人员财产伤亡。森林防火是保护自然资源的必要方式，据应急管理部统计，我国森林火灾自然灾害发生的数量从2010年的7723起下落至2020年的1153起，同时，2021年前9个月全国总共发生森林自然火灾527起，其中有15人死亡。当森林重大火灾事故发生时，林地及其所生长的森林有机体会遭受到规模宏大且随机性众多的破坏，广大群众百姓的财务和产业会遭到威胁，甚至造成众多物品失去修复和使用的价值，这就需要科学利用各种位于当代科学技术前沿，并且具有知识密集型特点的新兴科学技术来保护林地及其所生长的森林有机体，防止森林火灾事故的发生。

目前，我国学者主要提出以下几个方面建议。一是测量森林火灾的强度、信号值等信息的检测方面，在森林防火中，要将对森林火灾的密切察看和管理放在第一位，从火灾的起源上彻底防止和消灭森林火灾的发生和出现。通过在林区建立瞭望塔、建设监控设施等措施来实现对森林区域内的实时监控，在远程监控方面可以利用卫星、GIS以及智能图像处理技术和网络监控技术来构建森林火灾远程监控系统。在森林区域内实时监控的缺点是观测范围有限，监控范围小，利用卫星实施远程监控的缺点是监测火灾不够细致，部分学者认为需将森林内的实时监控与卫星远程监控相结合，才能及时发现火情，从而对火灾的发展和控制做出相应的判断。二是整个林场的构建和规划也对森林火灾的产生和发展发挥着关键作用，表现为设置防火隔离带，在森林与森林之间设置空旷地带，将森林整体规划为几个模块，防止森林火灾发生时，火灾大范围蔓延，从而抢救不及时，导致大面积的林业资源遭到破坏。同时，在森林空旷处进行植树造林工作，高密度的树木可以涵养水源，增加空气湿度也可以减慢风速，对风的流动有阻挡作用，在火灾发生时可以有效阻挡风流，减少火灾因风势造成的大范围蔓延，为火灾的救援争取宝贵的时间。三是要建立完善的管理和灭火机制，加强森林管理单位和施工单位的监督管理，对林业管理人员确定明确的工作职责，对森林的管理树立明确的保护管理制度，制定面对突发状况相应的应急措施，提高林业单位的工作办事效率。四是防火知识的宣传，为了能做到森林防火效率和质量的巩固与提升，森林防火知识的宣传也是重要因素，防火知识是提高林业人员和居民防火意识的基础，为促进人民防范意识，必须充分做到防火知识的宣传。常见的防火宣传如在山区森林间设立提醒标志，林业和消防人员对人民进行防火知识的教育宣传，以及借助智能移动设备，在短视频、公众号上进行森林防火知识的宣传和普及等措施。

3 森林防火存在的问题

3.1 森林火灾预警预报机制不完善

首先，表现在监管系统建立存在缺陷，森林整体面积广阔，对整体森林监测无法细致入微，火灾发生时，监测不到，发现火情时已经造成较大林业资源的损失。除此之外，森林自然环境错综复杂，监测数据的电子元件设施设备在森林中轻易受到森林环境的影响，从而造成装置的生锈腐朽老化损坏等关键性问题。其次，伴随着科学技术的发展壮大，绝大部分监测分析数据设备需要进行更新换代，林业管理人员也未能在第一时间掌握科学技术容易导致在森林防火工作中工作效率低下，监管设施缺失。设备的老化和线路的疏松很容易引发火灾，这就导致森林防控监管设备不仅没有起到防控预警的作用，反而会引起一场火灾，安全隐患极大，为森林资源的防护工作反而带来更多困难。

3.2 火灾情况信息获取慢，灭火效率低下

森林火灾发生时，火势大小受天气、温度、可燃物等因素影响，其蔓延方向受到热对流、热传导、热辐射以及地形地势的影响，火灾整体发展影响因素多，火势大小变化速度快，人们面对变化多样的火情无法第一时间获得变化信息，从而错过最佳抢救时间，造成大规模经济财产损失和人员伤亡。火灾发生时，消防人员缺少灭火水源，和火势整体强弱和蔓延方向，缺少火灾信息的获取，造成人员伤亡和林业资源的损失。

3.3 森林防火意识的普及还不够高

在我国林业发展中，对森林火灾这一方面普及程度还不够高，对于森林防火意识的培养和提高，仅局限于林业人员和消防人员，普通群众难以获取森林防火方面的知识，其森林防火观念意识也有待进一步提高，切实强化森林防火的责任意识是林业发展的关键所在。现阶段，防火宣传的不到位，防火意识的大面积缺失，必将影响以后森林业的发展和保护。

4 建议和解决方法

4.1 建立数字化防控监管以及信息传输系统等成熟性预警机制

在当前北斗卫星逐渐成熟的大环境下，信息的传输变得逐渐多元化和快捷化，要建立数字化防控监管以及信息传输系统，利用手机智能应用，解决森林防火存在的问题，我国植被分布不均匀，对于火灾的防控也只是在某些地区制度完善。森林防火重灾区应该建立基于大数据技术和数字监控技术的防控监管系统，支持云森防火系统建立，通过建立云森防火软件系统将硬件终端串联，提高防火系统软件分析及综合评判能力。云森防火App基站以某一固定范围对林区不同位置进行扫描处理，从而在后台进行信息整理，传达至此App，达到离线的效果，不受网络延迟，及时发现火情，App门槛低，使用便捷，可由需要监控的当地机关进行使用，加强地方的防火工作，提升了区域防火的准确性，加大了森林防火的监控管理范围。

4.2 未雨绸缪，建设基于点—线—面的智能防火网

建设“云森防火—智网云”联测温系统及应用程序，利用物联网技术将重点火情发生地区的水源、消防栓、灭火器等消防设备进行互联，并在该系统终端中进行基于地理信息系统的位置及功能显示。该系统有两大功能：一是可以帮助防火重点区域政府有关部门进行防火重点区域的基础设施规划及建设，同时，及时反应基础设施的使用及维修情况，保证正常使用同时避免设施的重复建设。二是可以在火情发生后及时调度资源，同时，配合地区已经建成的防火传感设施进行精确的、可视化的火情显示，精准的监测小范围且易忽略的地区，给出火灾地区居民提供撤离路线和附近可以调动的灭火资源，使此地区更容易及时发现并控制火情，从而降低此灾害带来的种种损失。随着该系统的长期使用，防火设施的布局及使用情况将趋于合理，防患于未然。

森林火灾的发生不只给我们生态环境带来危害，也给我们人民财产安全带来威胁。在科学技术的发展下，地方消防部门可以建立无人机定期监控体系，在现有消防队伍基础上加强无人机技术使用培训，设置监控日程，分配监控职责，明确监控责任。在重点防火区及时节利用无人机结合森林摄像机进行森林火灾的监测，也可以利用现代摄影测量技术进行火灾自动识别，切实地实现森林防火系统的完善。

4.3 建设云端共享、万物互联的报警联动系统

开发新式传感设施，进行重点防火地区的防火基础设施建设，配合新型风能、太阳能等技术持续给智能终端进行充电，解决电力供给不足现状。建设传感设备多点联动的精准化报警系统，提高判断火情的准确性，提高火情报警的及时性，利用大数据和云端数据技术，收集重点防火区域的日常监控，分析火情发生概率及加强对森林的日常维护。同时该系统介入到地方消防局的报警系统中，及时判断调度最优出警地区，分析出警规模，来快速阻止火灾进一步扩大。还能够充分借助无缝融合的智能化图像处理关键技术、面向对象的3D、北斗核心技术、大型网络监控技术等创新型科学技术，融合农林生态建设管理的专业理论的知识和林业防火的实践经验，充分借助云森防火App构建起森林智能监测预警应急指挥管理系统，实现对森林火灾信息进行全面、准确、细致的监测。也可以结合三维视频融合2D和3D无缝融合等技术优势，在北斗监控系统中，对于海量的数据交通流量数据、规划数据、现状数据等进行多样化来传回云端，并且可以设定时间间隔，自动发送在特定地点特定时间将有效数据传回云端。当森林火灾发生时，利用传统方式如建立隔离带的方法先将森林火灾稳定控制住，配合大型的灭火飞机以及消防车、涡喷型水雾、水泡等大型灭火装备来进行火灾的救援。此外，通过森林防火App软件科技手段来提前预判风向，火势蔓延方向和强度，指导隔离带的精准建立和规划灭火人员的撤退方向，让火灾周围的人民群众第一时间内获取火灾蔓延信息，减少火灾对人民群众财产的损害和林业资源的丧失，不管是对人民群众的财产保护还是消防人员对火灾的判断都能发挥出重要的作用。

4.4 充分发挥云森防火App的宣传功能，坚决做到以防为主

利用手机智能应用云森防火，还能够获取森林消防安全的基本知识，增加森林防火知识的宣传。在应用中可以收听和收看防火的音频视频，阅读森林防火相关的学术论文以及报刊，也可以与亲朋好友一起学习，真正做到宣传到户，强化人民防火防护意识，激励林业人员积极进取工作，为森林的发展打下坚实的基础。同时加大新兴技术研发，加强软硬件配合程度，持续开发新型灭火技术与固定灭火系统相结合并应用在不同环境下，不断提高建筑的火灾防护水平。善于利用现如今流行的抖音、今日头条等手段进行防火知识及政策宣传，利用网红的影响力进行森林防火的意识认同培养，建立官方森林防火短视频账号，普及防火知识，警示火灾危害，加强民众的生态保护意识培养，保护祖国的绿水青山。

国家要培养相关专业人才，利用专利技术，配合林业局管理的相关规定，建立对应的林业移动应用软件，并制定相关的防火经验知识以及防火快速通道，从而更快更便捷地建立起新的森林防火体系。将功能整合于手机应用软件中，可以在应用中发布些森林防火知识，让大众认识到森林火灾的严肃性和危害性，使人民群众对森林火灾的认识和了解以及国家在森林建设的整体布局规划进一步了解。不仅加大了森林防火的宣传力度，完善森林火灾防火体系的整体建设，使森林防火宣传工作难度大幅降低，而且还做到了当森林火灾真正来临时，人民群众可以在第一时间了解到关于森林火灾的各类信息，对撤离路线的规划，火势蔓延的方向，甚至对火灾情况的传达起到指导的关键作用，对国家林业的发展促进以及森林资源的保护能起到关键作用。

4.5 建立常态化森林防火机制

扎实做好森林常态化防火工作，需做到以下几点。一是要加强对于森林防火的宣传和教育，要努力克服侥幸的心理，不可松懈对于森林火灾的重视，各级机关要加大对森林火灾案件出现的排查以及警示。二是要坚持预防森林火灾的发生，如若火灾发生要积极地去消灭火灾，我们要做到防灭相结合，强化责任管理，让人们知道森林防火的重要性，和有关部门相协调，落实好森林火灾的防灭工作。努力提高全面防灭火的各项综合能力，将森林火灾火情努力控制在可控范围之内，最大能力和限度的去减少火灾发生和损失。三是要监管好野外火源，杜绝一切火源进入森林，引起森林火灾，建立好森林火灾的隔离带，让一切火源远离森林，相关部门要持续对于各项野外用火的治理及火灾排查力度的管控，以之来降低森林火灾事故的出现频率。四是随着科学技术发展，需要建立新型监测管理方式，通过各种手段、各种高新技术，严格的监测火情，也可以集中消防来集中灭火，提升消防队员的生存能力及生存技巧，对于森林火灾要进行全方位的检测，杜绝森林火灾发生，一旦发现，及早采取果断措施进行火灾扑灭，防止火灾蔓延。

要做好森林防火这项工作，需要各部门、各级人员相互配合，最大限度保障生态环境和人民群众生命财产的安全。我们应该加大森林防火宣传工作的落实以及防火措施的实施，运用各种领先科技，开展合理有效的监控决策，更深层次、多方面、高要求的去减少森林火灾出现，贯彻落实好科学防火管理工作，善于利用现代高科技技术，防患于未然，强化措施，让森林火灾隐患不再出现。