森林防火地理信息系統(tǒng)構(gòu)建中的問題探討

周俊亮，文東新，陳順偉，茅史亮

（1.北方航空護(hù)林總站，黑龍江 哈爾濱 150020；2.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410004；3.浙江省航空護(hù)林管理站，浙江 杭州 300012）

隨著3S技術(shù)的不斷發(fā)展，森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)能力與水平得到極大的提高，應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，在林火的監(jiān)測、預(yù)防、撲救指揮與日常管理中發(fā)揮了越來越重要的作用[1]。森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)成為森林火災(zāi)綜合治理中不可或缺的組成部分，是各級林火管理部門指揮森林火災(zāi)撲救和林火管理的必備手段。

目前，國家森林防火指揮部及大部分省級森林防火指揮部都已建成各自的森林防火地理信息系統(tǒng)，部分市級和縣級森林防火指揮部也開始了森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)工作，有很多系統(tǒng)應(yīng)用良好甚至已經(jīng)升級換代了，在林火撲救與管理中發(fā)揮著重要的作用[2]。但是，各地森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)目前沒有遵循統(tǒng)一的規(guī)范要求與標(biāo)準(zhǔn)，且開發(fā)與應(yīng)用管理水平良莠不齊，部分系統(tǒng)應(yīng)用達(dá)不到預(yù)期效果甚至已無人運(yùn)行和維護(hù)，造成資金嚴(yán)重浪費(fèi)。在此，通過總結(jié)構(gòu)建森林防火地理信息系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，結(jié)合各地森林防火地理信息系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際，探討加強(qiáng)森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)使其達(dá)到最優(yōu)效果應(yīng)注意的幾個問題。

1 森林防火地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

森林防火地理信息系統(tǒng)需要龐大數(shù)據(jù)支撐，因?yàn)樗鼱可婊A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、林業(yè)資源地理信息數(shù)據(jù)庫和森林防火專題地理信息數(shù)據(jù)庫等內(nèi)容。特別是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫中的遙感影像、三維數(shù)據(jù)以及林業(yè)資源地理信息數(shù)據(jù)庫的林相圖等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是數(shù)字林業(yè)和數(shù)字國土的重要組成部分，數(shù)據(jù)處理難度大，購買和更新成本高。森林防火地理信息系統(tǒng)作為公益性應(yīng)急指揮系統(tǒng)理應(yīng)免費(fèi)使用這些數(shù)據(jù)和地理信息平臺。

很多地方在投資、構(gòu)建森林防火地理信息系統(tǒng)時將這些基礎(chǔ)和資源數(shù)據(jù)庫的建設(shè)、維護(hù)和管理納入進(jìn)來，使得系統(tǒng)建設(shè)投資巨大，使得后期維護(hù)更新難以為繼；同時，還存在部門間重復(fù)建設(shè)的問題。為了破除數(shù)據(jù)共享和交換的瓶頸，現(xiàn)在各地政府部門都逐漸在組織建設(shè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)平臺，由專人負(fù)責(zé)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、集成、維護(hù)與更新。

森林防火地理信息系統(tǒng)可共享這些數(shù)據(jù)成果和平臺，也可充分利用天地圖、谷歌地球、百度地圖等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及平臺，減少基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)建設(shè)的投入，將重點(diǎn)放在森林防火專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)上面來[3]。

2 專題數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范采集

各地森林防火專題數(shù)據(jù)庫建設(shè)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，專題數(shù)據(jù)獲取大都不全面。規(guī)范林火管理單位和機(jī)構(gòu)、重點(diǎn)場所（消防水源、危爆場所、防火檢查站、名勝古跡等）、物質(zhì)儲備庫、消防隊伍、通信設(shè)備、瞭望臺、宣傳碑牌、防火帶（防火林帶、生土帶和防火通道等）等的采集內(nèi)容，并強(qiáng)調(diào)對地標(biāo)照片和視頻等多媒體數(shù)據(jù)的采集。

為方便野外專題數(shù)據(jù)采集和保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，可統(tǒng)一采用WGS84坐標(biāo)系或CGCS2000坐標(biāo)系，用帶GPS或北斗系統(tǒng)的手機(jī)或照相機(jī)現(xiàn)場拍照并從照片中提取錄入坐標(biāo)數(shù)據(jù)（防火林帶可通過錄入連續(xù)多點(diǎn)坐標(biāo)表示），系統(tǒng)應(yīng)能將地標(biāo)位置和照片視頻等定位顯示在地理信息平臺上，方便采集者展示和核查數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)可采用由下至上數(shù)據(jù)庫逐級匯總的方法進(jìn)行整合，保證數(shù)據(jù)的全面和現(xiàn)時性與可靠性。

目前，部分投資巨大的森林防火地理信息系統(tǒng)的軟肋往往是森林防火專題數(shù)據(jù)的不全面和不準(zhǔn)確，主要原因是專題數(shù)據(jù)大都由基層通過Word、Excel表格等形式提供，基層數(shù)據(jù)采集方式多樣化、坐標(biāo)系多樣化，可又無法自行核驗(yàn)其準(zhǔn)確性。因此，森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)重點(diǎn)規(guī)范和加強(qiáng)基層專題數(shù)據(jù)的采集工作，保證數(shù)據(jù)全面而準(zhǔn)確，才能使系統(tǒng)發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3 森林防火地理信息系統(tǒng)智能開發(fā)技術(shù)

目前，森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)有省級、地市級和縣級之分，其中以省級和地市級建設(shè)為主，為管理者提供森林防火指揮決策依據(jù)。省、市級森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)一般采用服務(wù)器客戶端方式為下一級應(yīng)用提供服務(wù)，這就造成了最需要和最頻繁應(yīng)用系統(tǒng)的縣級、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）級大都沒有自己獨(dú)立的森林防火地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，不利于系統(tǒng)維護(hù)與更新。對于沒有內(nèi)網(wǎng)或外網(wǎng)的撲火前指，系統(tǒng)也就成了擺設(shè)。因此，為了滿足基層實(shí)際應(yīng)用需求，應(yīng)同時有單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版供縣級甚至鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村級使用，擁有并維護(hù)、更新自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫?？紤]到縣級和鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村級的財政能力與操作人員的業(yè)務(wù)水平，系統(tǒng)應(yīng)成本低廉、安裝快捷和操作簡便。

隨著智能手機(jī)等終端設(shè)備的不斷普及，森林防火地理信息系統(tǒng)也應(yīng)向支持手機(jī)、平板電腦等移動終端上的應(yīng)用方向發(fā)展，并生產(chǎn)出更多簡便易用、功能完善的App，使更多的人能參與到森林防火工作中來。

在林火撲救指揮輔助決策方面，由于火場基礎(chǔ)地形、植被、氣象等數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確采集，少有適合各類復(fù)雜環(huán)境條件組合的蔓延模型用于實(shí)戰(zhàn)指揮。目前，研究大都停留在理論方面。應(yīng)加強(qiáng)林火虛擬仿真應(yīng)用研究，盡快使新技術(shù)在森林防火業(yè)務(wù)培訓(xùn)、案例分析與推演、林火撲救指揮等實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮重要的作用，真正實(shí)現(xiàn)輔助決策功能[4，5]。

4 森林防火地理信息系統(tǒng)兼容性

森林防火地理信息系統(tǒng)是林火管理和撲救指揮的主要平臺，應(yīng)與其他相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)兼容并提供接口，做好數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的集成工作。

目前，很多林火管理部門都使用了護(hù)林員（撲火隊員）定位系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)等人員定位系統(tǒng)，也有些使用電信、移動等公司開發(fā)的考勤管理系統(tǒng)來代替。但是，這些系統(tǒng)普遍存在人員定位平臺與森林防火地理信息系統(tǒng)平臺不一致的問題，不能在一張圖中整合，導(dǎo)致系統(tǒng)使用效果達(dá)不到應(yīng)用要求。同時，由于定位人員數(shù)量大、對服務(wù)器性能及帶寬要求高，難以實(shí)現(xiàn)省、市級規(guī)模的應(yīng)用，可考慮通過分縣建立簡易服務(wù)器的方式解決，并將人員位置等信息整合在森林防火地理信息系統(tǒng)中。

通信指揮系統(tǒng)的對講機(jī)定位信息、視頻監(jiān)控系統(tǒng)特別是移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)的火點(diǎn)定位信息、無人機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的位置與視頻定位信息、林火衛(wèi)星熱點(diǎn)和火險氣象監(jiān)測站的位置和屬性信息等都跟森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)密切相關(guān)，但現(xiàn)在大多也是自成一體，不能將這些動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時接入到森林防火地理信息系統(tǒng)平臺中。完整的森林防火地理信息系統(tǒng)平臺應(yīng)整合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、人員位置數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、無人機(jī)實(shí)時數(shù)據(jù)、林火衛(wèi)星熱點(diǎn)數(shù)據(jù)、火險氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)等，做到數(shù)據(jù)的集成和一體化。另外，也應(yīng)與其他相關(guān)系統(tǒng)如自動化辦公系統(tǒng)、森林資源管理系統(tǒng)、古樹名木管理系統(tǒng)、電力管理系統(tǒng)、國土管理系統(tǒng)等兼容，提高數(shù)據(jù)共享與交換能力，使系統(tǒng)能融入數(shù)字林業(yè)和數(shù)字國土平臺中去，做到系統(tǒng)間功能的相互補(bǔ)充。

5 森林防火地理信息系統(tǒng)培訓(xùn)與管理

森林防火地理信息系統(tǒng)建成后，能否得到有效運(yùn)行、維護(hù)、更新和管理，發(fā)揮應(yīng)有的作用，很大程度上取決于應(yīng)用管理人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)與能力。在基層甚至省、市級林火管理部門，由于應(yīng)用管理人員的頻繁變動，新來的未經(jīng)培訓(xùn)人員有時不會或不愿意接手系統(tǒng)的維護(hù)更新和管理工作，往往會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的丟失和系統(tǒng)的閑置與崩潰。要使系統(tǒng)有效運(yùn)行，必須加強(qiáng)應(yīng)用管理人員的培訓(xùn)和管理工作，有條件的地方可考慮以購買服務(wù)的方式委托第三方管理，以保證系統(tǒng)作用的最大限度發(fā)揮。沒有領(lǐng)導(dǎo)者的重視和應(yīng)用管理人員的盡心維護(hù)與管理，功能再強(qiáng)大的森林防火地理信息系統(tǒng)也會形同虛設(shè)。

6 結(jié)束語

針對以上5個方面，建議有效地解決森林防火地理信息系統(tǒng)建設(shè)中遇到的主要問題，努力加強(qiáng)系統(tǒng)的維護(hù)更新和管理工作，使系統(tǒng)能夠在林火監(jiān)測、預(yù)防、撲救指揮和日常管理等方面充分發(fā)揮作用，降低森林火災(zāi)損失，保護(hù)人民生命和財產(chǎn)的安全。