基于ArcgisEngine 的森林防火指挥系统
森林防火应急GIS系统设计与实现
森林防火应急GIS 系统设计与实现刘玉华森林火灾是我国自然灾害中常见的灾种之一，随着我国应急管理工作的发展，按照防灾减灾救灾工作要求，根据森林防火和应急救援的工作需要，以三维电子地图为基础，运用地理信息系统原理，通过C++语言及插件，开发设计了林区森林防火三维电子地图，采纳了面向对象数据库设计原理，将结构性的数据组织成特定数据类型，通过对森林防火海量数据的有效管理与调度，实现了三维GIS 基于数据库提供多种形式的交互式三维动态可视化功能，为森林火灾预防和火灾现场应急指挥提供多维立体的灾害场景技术支撑，进一步提升森林防灭火工作信息化水平。
关键词：森林防火 GIS 数据库 设计 实现Design and Implementation of GIS Based Forest Fire Emergency Response SystemLIU YuhuaAbstract: Forest fire is one of the most common natural disasters in China. The development of emergency management in China increases the requirements of disaster prevention, mitigation and relief work, and strengthens the needs of forest fire prevention and emergency rescue work. Thus, a 3D electronic map of forest fire prevention is developed based on the 3D electronic map, the principle of geographic information system (GIS), C++language and plug-in. The e-map adopts the object-oriented database (OODB) design principle and turns the structural data into specific data types. By effectively managing and dispatching the massive data of forest fire prevention, the 3D GIS database can provide various forms of interactive 3D dynamic visualization function, which offers technical support in forest fire prevention and fire scene emergency command. This forest fire emergency response system further enhances the IT application in forest fire prevention and suppression.Keywords: forest fire prevention; GIS; database; design; implementation摘 要森林防火应急GIS 系统设计从大局着眼，用系统工程的思想方法把握全局，遵循“平台稳定性，技术先进性，系统完整性，结构开放性，网络适应性”的设计思想，系统设计以需求为导向，注重科学性、实用性、先进性、可扩展性和安全性，实现了事故前预案演练，事故中资源调配、实时救援，事故后灾害评估等，从而提高各部门的快速响应能力和协同处理能力，保障人民群众生命财产安全，为全省森林火灾预防和火灾现场应急指挥提供多维立体的灾害场景技术支撑，进一步提升了全省森林防灭火工作信息化水平。
基于GIS的消防指挥调度系统的设计
关键词 ：Ｇ Ｉ Ｓ地理信 息系统 ：消防指挥调度 ：设计
中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ３ １ １ ． ５ ２
文献标识码 ：Ａ
文章编 号：１ ６ ７ １ ． ５ ８ ５ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ ． ０ ２ ３ ５ ． Ｏ １
消防接警 的基本 流程为 ：发现火灾者拨 打 “ １ １ ９ ”救援 电话，电信局通过号码 自动识别功能将其转入到消防指挥 中 心数字 调度 交换机 ，预先设定的分配规 自动将 电话分配到受 理坐 席 ，然后接警 员接听报警 电话 ，填写火 情的相关信 息， 制定 出处置方案 ，把相应调度 指令 下达给相对 的责任 中队， 中队接 收调派指令后 出警，在警情处理完成后把处置信息再 反馈给指挥 中心，指挥 中心录入火警数据库 ，利用 Ｇ Ｉ Ｓ分析 功 能显示 出灾害地 点周边 的建筑物 、消防水源和重点单位 以 及公安警力等有关部 门的分布信 息，为灭火 作战布置措施 的 实施和疏导提供 了依据 ；还可 以用来预测火势蔓延趋势 ，提 供科学合理 的划定警戒 区方案 ；根据 灾害事故和 中队的地理 位置 ，结合道路数据 ，利用 Ｇ Ｉ Ｓ 网络分析功能 ，自动计算 出 到达灾害现场 的最优路径 ，还可以在地 图上 显示出消防车辆 的位 置与动态轨迹，在处理完灾害事故后，对经济损 失进行分 析，生成专题 图层及报告 ，建立一套完整 的事故数据档案脚 。 设计数据维护管理模块 ，这 些数据 维护 管理模块是用于 保证数据 的实时性和准确性 ，主要包括消 防基 础信息的管理 、 地 图数据管理子模块和重 点单位资料管理 。 消 防基础信息管 理 的含义是对消防水源 、车辆、器材和 队伍 实力等的消防信 息进行 的统一维护和管理 。重点单位 资料 的管理 通过与该重 点消 防单位的建审部 门联 网 ，为入 网单 位建立起 消防档案 ， 各入网单位通过 网络更新 ，获取档案 中的有关信息 ，实现资 料及时更新 。 系统收到报警 电话 的同时 自动进行录音和监 听，无论是 手机号还是 固定 电话 ，Ｇ Ｉ Ｓ都会在地 图坐标上 显示出该报 警 人位置 ，然后再系统将 报警附近 的消防水源、单位等信息呈 现在地 图上 ，形成 出警 专题 图。如果事 故附近 单位存在有 相 关预案 ， 那 么系统会 自动 调出预案 ，比如 出警力量和路线等 ， 若不存在预案 ，那 么就 根据 系统所提供的工具，选 择出离报 警点最近 的消防力量，显示 出警的最优路 线，从而 以最快速 度形成处警方案，通过 计算 机网络把 出警方案 、最佳路径 以 及火场平面 图下达给责任 中队。 ３结论 建立在 Ｇ Ｉ Ｓ地理信息系统基础上的消防指挥调度系统 ， 可 以实现对消防事故处置合理优化 的调度指挥 ，增 强消防体 系的统一指挥、作 战和 快速 反应 能力，有效 的提 高消防调度 指挥管理能力 。在未来的工作 中将通过强大 Ｇ Ｉ Ｓ 的实用性 ， 来完善系统的智能化结构和地理数据库 ， 进一步确保 系统的 流畅运行 。 参考文献 Ｉ ｌ ｌ 郑勇． 基于 Ｇ Ｉ Ｓ技术 的城市消防信 息系统的设 计研究 ［ Ｊ ］ ． 计算机光盘软件 与应用 ，２ ０ １ ４ ，２ １（ ２ ０ ）： ２ ３ — ２ ４ ． ［ ２ ］ 杨霏，梁亮． 基于Ｇ Ｉ Ｓ技 术的消防信 息系统应 用 ［ Ｊ ］ ． 中国 科技信息 ，２ ０ １ ５ ，０ ２（ １ ）： １ １ ６ — １ １ ７ ． ［ ３ ］ 刘仁． 城市消 防通信调 度 系统的设 计与 实现 ［ Ｊ ］ ． 大众 科
基于GIS的森林火灾视频监控自动定位技术研究的开题报告
基于GIS的森林火灾视频监控自动定位技术研究的开题报告一、研究背景和意义森林火灾是自然灾害中的一种灾害性极强的事件，具有燃烧面积大，扩散速度快，波及范围广，造成极大的经济和生命财产损失等特点。
为了及时准确的发现火灾，定位火灾和进行紧急救援和扑救，目前已经广泛应用了多种技术手段，如卫星遥感、有人机搭载遥感设备、热红外技术等等。
但是这些技术手段都存在着识别准确率不高、定位精度不够准确等问题，而且难以在第一时间内提供预警信息，给火灾的扑救带来了很大的困难。
随着GIS技术的飞速发展，它在灾害监测和应急响应方面得到了广泛应用，同时，GIS技术也极大地促进了灾害信息处理和传播的速度和效率。
因此，本文拟基于GIS技术，开展森林火灾视频监控系统的自动定位技术研究，以期提高森林火灾监测的准确性和及时性，保障国家的生态安全。
二、研究内容和技术路线本文将采用以下几个步骤进行研究：1.收集大量森林火灾视频监控数据，对数据进行采集和处理，标注出火灾区域和包围区域。
2.使用目标跟踪算法进行火灾区域的跟踪，并根据层次聚类算法进行跟踪结果的识别。
通过可行性分析，确定实现以上算法的最优方案。
3.构建对应的森林火灾视频监控系统，实现火灾监控和自动定位，通过系统界面完成火灾预警和数据可视化展示。
4.基于开源的GIS软件，实现火灾区域的空间分析与统计，并应用机器学习的方法充分利用数据分析得到的结论进一步优化算法。
5.通过真实火灾场景的测试验证算法的准确性和可靠性，并进行现场优化改进。
三、预期成果和意义本文针对森林火灾视频监控自动定位技术进行了经验总结和理论研究，构建了一套较为完整的算法流程，利用GIS技术实现了自动定位和监测的能力。
预期成果有：1.实现森林火灾的自动定位和监测，提高了灾害信息监测和处理的效率。
2.构建的GIS系统可以较为直观地显示火灾区域和包括区域，为应急响应提供了有力支撑。
3.结合机器学习的方法，可以在真实火灾场景中进一步优化算法，提高识别率和定位精度。
基于GIS的森林防火地理信息系统建设方案
基于GIS的森林防火地理信息系统建设方案摘要：GIS 技术对于现阶段较多工作有着重要的意义，比如信息数据库采集、资源数据库共享以及为指挥决策提供辅助作用等，所以在工作实践中重视GIS 技术的开发非常必要。
对目前的信息获取做具体分析可知，空间分析技术和地理信息系统都是可以被广泛利用于森林防火方案建设，二者在实践中的结合应用，能够进一步为森林防火管理提供更为有效的帮助。
本文深入讨论具体的GIS 技术，并就技术结合和应用做分析与研究，这对于技术的价值明确和应用指导存在重要的参考意义。
关键词：GIS技术；森林防火；地理信息系统；建设在我国森林防火管理体系中，森林防火地理信息系统建设方案的设立作为其中必不可少的因素，已经是目前相关部门用来管理林火的重要工具和手段，可以针对森林火灾制定可操作性计划。
就当下我国森林防火情况来看，各省、市指挥部都积极支持系统建设工作的有效推进，并定期依照自我需求进行系统更新升级，这离不开领导人员大力宣传和长远规划。
但是，对于森林防火地理信息系统整体建设标准，我们国家还没有做到统一规划，同时在开发与管理水平上也是参差不齐，因此下文基于GIS 技术，对森林防火地理信息系统建设方案提出应用分析。
一、森林防火地理信息系统管理（1）数据库建立通常，任何系统方案建设都离不开数据库的建立，这也是信息系统在完善过程中最难一部分。
森林防火相关数据库包含地图、属性和模型库。
地图数据库主要是用遥感影像功能对森林整体及周边环境生成电子地形图，这相当于是数据库建立的基础数据。
经过GIS 技术处理，将地形图数字化，并且将内部所有地表特征都规划清楚，生成不同类型分布图。
属性数据库是将所有植被、水系、地形等属性特征综合记录，完成数据库建立，当然气温和气象特征也隶属这部分。
模型库是对上述两类数据库采取内在联系算法，设计不同情况下模型方法表述，如此可以在把握内在规律上变得更加容易。
（2）数据检索和输出基于GIS 技术搜集数据库信息中，包含一类数据库叫做森林资源专题信息数据库，该数据库可以随时输出不同专题图，并且以地图、表格等多种类型变现出来。
基于ArcEngine的森林防火气象因子监测系统的设计与实现
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｆ Ｆｏ ｅ ｔＦｉ ｅ Ｍ ｅ ｅ ｒ ｌ ｇ ｃ ｌ ｓｇ ｎ ｍ ｌ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｓ ｒ ｔ ｏ ｏ ｏ ｉ ａ Ｆａ ｔ ｒ Ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ Ｂａ ｅ ｃ ｇ ｎ ｃｏ ｎ ｔ ｒｎ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ Ｏｎ Ａｒ Ｅｎ ｉ ｅ
进行 预 报 ， 于 森林 火 灾 的 预 防 将 具 有 积极 的 对
意 义
１ 项 目背 景
由于我 国林 火监 测 基础 差 、 投入 有 限 等诸 多 因素的影 响 ， 气象 防 火 工作 面 临着不 少 的 问题 和 挑战： 现有 的气 象 灾 害 监 测 能 力 不强 ， 测 水 平 监
Ｈ ａ ｂ ｎ １ ０ ４ Ｃｈ ｎａ； Ｈ ａ ｂ ｎ Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｔｔ ｅ ｏ ｒ ｓ ｒ ａ ｈ ｎ ｒ ， ｒ ｉ ５ ０ ０， ｉ ２． ｒ ｉ ｓ ａ ｃ Ｉ ｓｉｕｔ ｆＦｏ ｅ ｔｙ Ｍ ｃ ｉ ｅ ｙ
Ｈｅ ｏ ｇｉｎ ５０ ６ Ｃ ｉａ ３ Ｆ ｒｓ ｙＮ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅｅ ｒｈ Ｉｓ ｔｔ ， ｉ ｎ ｊ ｇ１０ ８ ， ｈｎ ；． ｏｅｔ ｅ ｅｈ ｏ ｙＲ ｓａ ｃ ｎ ｔｕｅ ｌ ａ ｒ ｏ ｉ
合； 气象 防火 的预 警 预 报 和 预测 水 平 不 高 ， 象 气 防火预警 应急体 系亟待建 立和完善 。 近 年来 ， 随着计 算 机 、 电子集 成 电路 、 微 无线
通信 、 网络 通信和地 理 信 息系 统技 术 日新 月 异 的
发展， 测量 与林 火监 测 工作 一 改 以往 的测 量 工具
要 研 究 方 向 ：Ｓ技 术 及 其 林 业 应 用 。 ３
基于GIS的森林火灾模拟与救援系统
基于GIS的森林火灾模拟与救援系统基于GIS（地理信息系统）的森林火灾模拟与救援系统是利用空间和地理数据来分析、模拟和预测森林火灾发生和蔓延的过程，并提供相应的救援措施和决策支持的一种系统。
下面将从系统的主要功能、应用案例和优势三个方面详细介绍该系统。
首先，基于GIS的森林火灾模拟与救援系统主要有以下几个功能：1.火灾模拟与预测：系统可以通过收集和分析历史火灾数据、地形地貌数据、气象数据等，建立数学模型来模拟和预测火灾发生和蔓延的过程。
通过对火灾可能的发生区域和蔓延方向的预测，可以提前采取相应的防范措施并组织救援行动。
2.火灾监测与实时更新：系统可以实时监测火灾的发生和蔓延情况，通过火灾点的坐标和烟雾等特征来标识火灾点，并在GIS平台上进行实时更新。
同时，系统还可以将监测到的火灾数据与历史数据进行比较和分析，以获取更准确的火灾发生和蔓延趋势。
3.火灾风险评估与预警：系统可以根据地理数据、气象数据、植被数据等，对不同区域的火灾风险进行评估，并提供火灾预警。
通过分析不同区域的历史火灾数据和地理特征，可以建立火灾发生的概率模型，并给出相应的预警等级和措施，从而减少火灾对生命财产的危害。
其次，基于GIS的森林火灾模拟与救援系统在国内外已被广泛应用。
例如，美国国家森林局（USFS）开发了一套名为WFAS（Wildland Fire Assessment System）的系统，该系统利用GIS技术进行火灾预测和模拟，并为火灾管理者提供决策支持。
另外，加拿大、澳大利亚等国也开发了类似的系统，并在实际火灾救援中取得了良好的效果。
最后，该系统的优势主要表现在以下几个方面：1.数据集成和分析能力：系统可以集成多种地理数据，如地形地貌数据、气象数据、植被数据等，通过对这些数据进行分析和比较，可以获取火灾发生和蔓延的趋势和可能性，从而为火灾救援提供科学依据。
2.空间可视化和实时监测：通过GIS平台，系统可以将火灾数据以地图的形式直观显示出来，使救援人员能够清晰地了解火灾的发生和蔓延情况。
森林防火信息指挥系统设计方案
目录3.1概述2背景2建设目标3系统设计原则3设计依据4系统架构概述53.2信息指挥系统建6系统总体介绍6系统整体架构6系统功能介绍7数据库管理系统7地理信息系统平台软件9基础数据、卫星影像10数据处理及建库10省级地理信息系统11省级管理信息系统16森林防火网站18火场标绘系统18定位跟踪系统213.3视频监控图像接入系统建设23系统性能23稳定性26扩展性和兼容性29系统功能介绍293.1概述3.1.1背景森林作为陆地生态系统的主体,在维持和保护生态环境方面具有十分重要的作用,更是人类赖以生存和发展的重要物质基础.然而,森林火灾不只是烧毁成片的森林,伤害林内的动物,而且还降低森林的更新能力,引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用,使森林的生态服务功能减弱甚至消失而导致生态环境失去平衡.特别是受全球气候变暖的影响,森林火灾已然成为一个全球性的问题.世界气象组织2000年新闻公报表明,1860~2000年间,全球地面平均温度上升了约0.6~0.9℃,其中11个最暖的年份均出现在1985年以后.当前全球仍然以每10年上升0.2℃的速度在变暖.2010年全球平均气温比1961年到1990年间的平均气温高出了0.53°C,同时2001年到2010年也成为有记录以来最热的十年.伴随着气候形势的异常,森林火灾也日趋频繁,森林火灾的发生正从季节性向全年性,从单一的人为火灾向人为火灾和自然火灾并重转变.因此,为减少森林火灾的损失,世界各国都非常重视森林防火能力建设.我国是一个少林而频繁发生大面积森林火灾的国家,长期以来森林防火工作一直受到党中央国务院、国家林业局和各级人民政府的高度重视,同时也受到社会各界和新闻媒体的广泛关注.2004年《国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知》<国办发〔2004〕33号>明确提出森林防火事关森林资源和生态安全,事关人民群众生命财产安全,事关改革发展稳定大局.地方各级人民政府和有关部门必须以对党和人民高度负责的态度,增强森林防火的紧迫感和责任感,把做好森林防火工作作为践行"三个代表"重要思想和"立党为公、执政为民"的一项重要内容,摆上议事日程并以求真务实的精神切实抓好,为加强生态建设和全面建设小康社会提供有力保障.特别是2009年6月国务院审议通过了《全国森林防火中长期发展规划》<2009～2015>,这是新中国成立以来第一个国家层面的森林防火规划,体现了党中央、国务院把森林防火工作放到了更加显著的位置.该规划针对当前我国森林防火装备水平低,扑救能力弱,基础设施差的状况,旨在通过全面加强森林火灾的预防、扑救和保障三大体系建设,重点建设好森林防火宣传教育工程、森林火险预警监测系统、林火阻隔系统、通信与信息指挥系统、森林航空消防系统、森林消防专业队伍及装备、物资储备库、森林火灾损失评估和火案勘查系统、科技支撑系统、培训基地建设等方面的内容,从而大大提高我国森林火灾预防控制能力,特别是控制森林大火的能力.3.1.2建设目标本项目建成后,将提高火险等级的预测预警能力,确保森林防火的指挥畅通,充分发挥3S、卫星通讯等信息和软件技术的优势为森林火灾扑救指挥员提供更加快捷、准确、及时和有效的话音和数据、图像等信息,保障森林火灾预警、监测、指挥和扑救工作的顺利开展.无火灾时,可以作为防火办公的互动平台和火情的监控预警前哨；有火灾时,为领导处理突发森林火灾提供应急联动指挥、综合辅助决策支持等功能.同时实现省—市—县多级管理层次的森林防火信息指挥系统的信息互换,实现图像数据、流媒体数据、森林防火信息系统数据、地理信息系统的数据共享.3.1.3系统设计原则近几年来,随着信息技术和网络技术的飞速发展,"数据大集中"、"基于B/S 结构"等成为信息系统建设的主流方向,在此次XX省森林防火信息指挥系统建设中,先期建设省级平台,未来实现全省统一平台,共享服务的方式,避免出现"信息孤岛"和"数据分散".基于数据集中架构的数据共享、多级多层次管理和应用集成是目前较为先进和成熟的建设方案.从此次项目的实际情况出发,以森林防火信息指挥系统结构配置的合理性、科学性和经济性为原则,同时严格按照以下原则进行设计：<1>实用性原则以现行需求为基础,并充分考虑发展的需要来确定系统规模.本方案的设计充分满足了系统应用功能和性能的需求,在保证系统安全可靠的情况下,选用性能价格比高的产品.<2>规范性原则本系统是一个严谨的综合性系统,在系统的设计与施工过程中应严格执行各方面的标准与规范,并遵从各项技术规定,做好系统的标准化设计与施工.各配套设备的性能和技术要求稳定可靠,所有的器材应符合国家标准和行业规范.<3>安全性和可靠性原则网络设计充分考虑了网络的可靠性,能有效的避免单点故障,一方面最大限度地减少故障的可能性,另一方面要保证网络能在最短时间内修复.<4>先进性原则整个系统建设应尽可能采取已成熟的技术和可靠、稳定的硬件设备,确保技术领先,设备先进,运行稳定.要通过系统建设推动林业森林防火系统的现代化,培养出一批科技人才,全面提高森林防火管理和业务人员的技术素质.<5>兼容性原则即系统设计合理,无论是硬件的匹配,还是系统与特定环境的适应性,都要求有很好的兼容性.硬件方面,要求将来系统升级时对既有硬件设备能上下兼容,节省投资.<6>前瞻性原则即系统的设计能充分考虑森林防火的发展需要,能充分适应科技的快速进步,对系统的扩展性预留可持续发展的接口和技术空间.3.1.4设计依据➢《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》；➢《国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知》；➢《森林防火条例》；➢《森林防火工程技术标准》〕LYJ127-91〔；➢《全国森林防火中长期规划<2009-2015年>》；➢《全国林业信息化建设技术指南》；➢国家林业局《省级森林防火指挥中心建设规范》；➢国家和各省的《森林防火条例》；➢《森林重点火险区综合治理工程项目建设标准》[2004] 3号；➢《全国森林防火项目管理工作手册》,2012年2月；➢有关工程建设规程、规定技术标准与政策性法规；➢国家林业局颁发的其它相关规程和技术标准；➢《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》GB/T14476-933.1.5系统架构概述此次森林防火信息指挥系统建成后将会实现全省范围内对于各类森林火灾紧急事件的统一指挥、联合行动、快速反应.所以其总体结构设计是必须与系统使用和管理的组织结构相适应的.系统涉及的各个应用平台和外围系统,都将是统一并相互兼容的,软、硬件设备都是从"统一"出发考虑设置,信息与通信都做到无缝互联、智能互通,使得整个立体化应急的各类资源得到合理的应用,同时系统具有较好的灵活性,方便今后随着经济发展和城市建设的需要,能够平滑过渡、灵活扩展.系统总体上由基础支撑系统<由一包建设>、共享平台、门户平台三大部分组成.共享平台主要包括地理信息系统、数据库系统建设的软件及硬件设备；门户平台建设则是以系统运行管理所需软件为主.逻辑上支持系统与信息采集和平台共享实行无缝互联,门户平台则通过系统安全支撑体系、系统规范管理体系与基础支撑系统、信息采集和共享平台实现智能互通.系统逻辑架构如下图所示.系统逻辑架构省级平台建设包括森林防火管理门户系统、辅助决策和应急指挥系统<预警预报、指挥扑救、火灾热点管理、火场标绘、灾情报告与处置方案、指挥调度、包括预警监测、应急值守管理、培训演练、火场标绘、火势蔓延分析、辅助决策、指挥调度、火灾灾损评估、总结评估、系统管理、数据维护、通讯录管理等功能模块>,ArcGIS service 10.1 企业高级版<含Arcinfo 10.1、3D分析、空间分析、网络分析模块>,windows server 2008,Microsoft Office 2010.3.2信息指挥系统建本系统针对森林防火业务,实现日常办公和应急指挥相结合,对森林火灾"事前-事中-事后"过程控制的信息化管理.该系统面向"省-市-区县"多级防火体制,实现每个层级的防火业务处理,还将实现各个层级之间的数据共享和信息交换.3.2.1系统总体介绍系统满足森林防火日常管理的要求,日常管理时,可以作为森林防火工作的基础通信和办公互动平台,满足XX省全省和各市及所属重点森林防火县24小时火险等级预报预警、实时立体监测、日常演练等需求,同时提供接处警的管理功能；火灾发生时,可以借助系统内通信资源,完成各级指挥中心与远程火场前指、一线扑火队等终端互联,完成火场实时信息、图像采集,为指挥人员提供充分的现场数据,结合防火人员、防火设施、地形地貌、林业资源等数据进行综合分析处理.同时在应用系统的支持下,向上可把林火监控监测信息传至上级指挥中心,为上级部门的防火决策提供全面科学的依据；向下可把扑火指令传至每个基层单位或扑火队,同时获取监控区域的火情综合信息；最终实现防火扑火工作的科学指挥和调度,尽快控制和扑灭火灾,最大限度降低火灾损失.3.2.2系统整体架构地理信息系统和数据库管理系统是森林防火信息指挥系统的基础,采用国际领先的GIS系统平台、数据库系统平台和信息管理系统软件,搭建功能完善地理信息系统.系统整体架构要求符合以下要求：集中部署：整个项目建立统一的数据库,开发统一的应用软件,形成"一张图"和"数据大集中"的管理模式；统一数据：全省采用统一的空间和业务数据库,避免省-市-县多级数据库所需的定期同步和更新；B/S架构：基于现有XX省林业厅全省森林资源数据库和GIS平台以及通过各类移动终端访问的实际需求.采用B/S架构建立省级森林防火地理信息系统平台为全省提供GIS服务、数据库服务、应用服务和WEB服务,省市县用户均通过浏览器访问中心平台,无需专用客户端.多级管理：通过用户、角色、权限、数据范围约束等方式形成多级管理方式,各级用户均有不同的权限、业务流程和内容；流程处理：省-市-县三级防火业务实现流程化管理,自动生成各级统计报表；业务集成和交互：与视频图像接入系统、多媒体调度系统、指挥室设备系统等进行对接和集成,实现多种信息源的交互和业务集成.3.2.3系统功能介绍3.2.3.1数据库管理系统作为省级地理信息系统、管理系统、管理信息系统的数据库平台软件,作为省级地理信息系统、管理系统、管理信息系统的数据库平台软件,选用国际著名的数据库,结合专业数据库引擎进行数据的存储和管理.并通过GIS平台进行数据维护,主要可以实现下述功能：数据编辑和处理功能：包括数据的存储、输入/输出、修改、增加、删除、备份、恢复.查询和显示功能：能够为决策者、管理者和有关人员提供对数据库信息的查询和显示功能；能够直观显示图形、图像数据和相应属性数据.在进行数据检索时,采用标准的SQL+空间数据访问接口扩展进行,检索数据的结果以图像、图形和XML文档的方式,在浏览器中被表现出来.并发控制、灾难恢复功能：并发控制、灾难恢复功能基于数据库实现.安全授权和用户管理功能：安全授权和用户管理功能基于数据库提供的基本功能实现,并提供基于浏览器的管理工具.元数据管理：元数据是针对数据进行描述的数据,它提供了对空间数据进行检索的支持,元数据的内容包括数据精度、比例尺、范围、时效性等.系统提供电子地图管理与服务功能,地图数据和相关信息能在电子地图上进行发布和浏览；可与监控平台、智能分析系统集成在统一平台；可根据道路、地名、摄像机编号等条件快速查看对应的地图信息；提供摄像机数据条件查询、检索查询、照片显示图、录像播放；能以地图为背景给指定摄像机进行控制和操作；提供地图放大缩小、平移漫游、距离测量等等常用功能.系统主要包括以下功能：➢地图显示按图层的方式进行显示,可同时打开多个地图文件,对同一数据可多次调入地图窗口,并能以不同的图示符号快速显示.利用地图列表可控制地图窗口的显示内容、状态、顺序及表现形式等.➢地图图形编辑提供丰富的点、线、面编辑工具,采用鼠标输入和键盘输入两种交互操作方式,灵活方便；可以同步处理地理空间数据和属性数据；支持事务处理,能进行多级回退操作；可以同时选择和编辑多个图层数据.➢森林资源分类图管理森林资源分类图是管理和展示林业数据资源的主要手段之一,能够对林业数据资源进行显示、检索、数据量算、火险区划查询等.➢制图符号化及配色方案控制制订各类标准化的符号,并对地图的配色方案进行控制.➢地图检索控制功能,对图层、标注、图例进行全面控制.➢地图量算支持两点间地表距离与直线距离的量算.支持多点围成的区域进行地表面积的量算,两点间按照地表距离进行量算.➢专题图管理支持林业各种专题的维护管理工作.➢图表互查和查询提供方便快捷的图表互查功能,并支持通过接口连接的外部大型数据库的图表互查.根据图形查属性在查询图形的同时,能将查到的图形目标所对应的属性信息在属性表中高亮显示；根据属性查图形.➢地图打印支持地图和各类专题图的打印功能.同时通过与监控平台配合使用能够达到形象、直观的展现数据.系统提供**市的电子地图,监控平台的所有功能均可通过在地图上操作来实现；包括视频播放、智能分析报警、火点定位、系统管理等,还可根据需要拓展其他功能.3.2.3.2地理信息系统平台软件基于现有的ArcGIS Server 10.0系统软件作为XX省森林防火信息指挥系统的地理信息系统平台软件.ArcGIS Server：是基于服务器的 ArcGIS 工具,可以提供专业用户使用ArcGIS Desktop 创建的地图、地理数据库、分析模型以及其他地理信息.通过ArcGIS Server 发布的 GIS 服务遵循广泛采用的 Web 访问和使用标准.ArcGIS Server 还包括企业级地理数据库管理和事务支持.ArcGIS Server 广泛用于企业级 GIS 实现以及各种 Web GIS 应用程序中.ArcGIS Server 可在本地或云基础设施上配置运行于Windows 及 Linux 服务器环境.ArcGIS Server主要功能包括：●提供通用的框架在企业内部建立和分发GIS应用；●提供操作简单、易于配置的Web应用；●提供广泛的基于Web的空间数据获取功能；●提供通用的GIS数据管理框架；●支持在线的空间数据编辑和专业分析；●支持二维三维地图可视化；●除标准浏览器外,还支持ArcGIS Desktop和ArcGIS Explorer等桌面客户端；●可以集成多种GIS服务；●支持标准的WMS、WFS；●提供配置、发布和优化GIS服务器的管理工具；●提供.NET和Java软件开发工具包；●为移动客户提供应用开发框架；●提供要素服务、搜索服务.●地图服务支持时空特性.ArcGIS Server的主要功能描述：●空间数据管理——ArcGIS Server具有两种同样是基于ArcGISgeodatabase模型的数空间数据管理级别.借助空间数据服务<Geodata services>,管理员可以为发布的地理数据实现抽取,检入/检出<checkout/check-in>以及复制等功能.ArcGIS Server的三个版本,基础版,标准版和高级版都具有空间数据管理的能力.●空间可视化<制图>——ArcGIS Server提供了Web制图服务以支持二维和三维的动态形式或者静态缓存形式的地图发布.GIS的分析人员仅仅点几下鼠标就可以配置一个基于Web制图服务的浏览器应用.另外,ArcGIS的桌面和ArcGIS Explorer可以作为ArcGIS Server的客户端来浏览二维地图或三维球体.ArcGIS Server的标准版和高级版具有地图可视化服务的能力.●空间分析——ArcGIS Server提供了基于服务器的分析和地理处理,包括矢量和栅格分析、3D和网络分析；还支持ArcGIS地理处理创建的模型、脚本和工具；只有ArcGIS高级版具备空间分析扩展<Spatial>的能力.3.2.3.3基础数据、卫星影像搜集整理全省森林防火历史数据,根据需要从相关部门取得符合清晰度要求的全省森林卫星影像图,并建库进行数据入库工作.包括地形、建筑、道路、水源等基础地理信息数据,卫星影像或航拍数据,林业小班数据等.3.2.3.4数据处理及建库省级地理信息系统数据处理及建库,包括基础数据的组织及处理、空间索引的建立和防火专题数据库的基本配置.要求进行省级地理信息系统数据处理和建库工作并进行林业资源数据的入库处理工作,包括基础数据的组织及处理、空间索引的建立和防火专题数据库的基本配置.维护省、市、县、乡、村各级行政组织和防火等单位所需数据；辅助防火通道系统规划、建设和辅助火灾扑救指挥.维护起火原因、火灾等级、预案等级、小班数据、视频监控配置、系统用户等支撑系统运行基础数据.维护省、市、县、乡、村各级行政组织机构和防火单位数据；维护各级组织机构和防火单位人员信息.维护各种防火隔离带<自然阻隔、工程阻隔、生物阻隔>阻隔标准、位置信息.维护各种人行、车行等防火通道信息,包括通道建设等级、类型、宽度、地形、位置等信息.3.2.3.5省级地理信息系统实现省级火灾定位、火灾分析、扑救指挥、损失评估、路径分析、火灾蔓延模拟、三维分析等森林防火辅助决策管理功能；省级林火预警、监测、值班调度等防火办公管理功能.1.预警预报子系统系统可通过多媒体应急联动及调度系统接入的自动弹出接警单、号码自动带入显示<或手工方式生成接警记录>,由值班人员对接警记录进行相关录入详细信息、处理和核实,一旦确认工单后可自动形成火灾记录.所有接警记录和火灾记录均可查询、修改,形成档案管理,并在电子地图上手动定位绘制、坐标精确定位绘制、多点分布显示和图片输出.对所有接警记录通过登录身份确认值守人员.系统具有与视频监控系统的接口,可从本系统查看各监测点实时视频、录制视频、截图、操控云台.监测报警子系统能够对接与森林防火气象预警监测系统的接口,可从本系统显示查询气象站监测数据,在电子地图上显示火险等级、风速、气压、降雨量、温度、湿度等专题图和气象站实时数据,系统可按时间段查询并动态回放.火险管理模块具备从外网气象局<实时>、内网气象站<实时>或界面输入三种途径接收气象数据的能力.具备按区域<按行政区划或林相区划等地里片区>计算火险等级,并且输出火险专题图和报表的功能.火险专题图即能按区域输出最终火险专题图,也能按区域输出温度、湿度、降雨量、风力分项专题图.具备按不同时间段的历史回放功能.2.指挥扑救子功能包括火情蔓延分析、最短路径自动计算、资源与保护对象等模块.火情蔓延分析能够根据地形、气象条件等因素自动模拟计算火点蔓延的趋势,并根据时间在电子地图上回放显示.最短路径计算可确定起点和终点后通过路网分析自动计算最短路径并在电子地图上显示.资源与保护对象可将人员物资根据各种空间条件进行查询并在电子地图上显示.系统根据火险等级预报和火行为分析模型,结合当前火点的位置、风力、风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态推演计算火灾在一定时间内火蔓延的方向、面积、速度、强度以及直接侵害的区域；支持动态分析和预测火势蔓延的方向、火场面积、火场边界、火势蔓延速度等功能.火情的发生、发展是一个复杂多变的过程,涉及诸多的因素,既有自然因素,如可燃物分布、地形地貌、气象等,又有社会因素.林火管理人员既可利用林火行为计算机预报来预测林火行为,又可利用林为行为计算尺和火势增长计算器,凭借着其密集的气象网和计算机数据传输网络提供的各种码值和数据来计算林火行为参数.通过使用建立的Rothermel、王正非、McArthu等林火蔓延模型,火行为模型选用邻接单元和波动传播模型, 根据发生火灾地区的具体情况,自动选择适用的火行为模型.最终利用地理信息系统提供的坡度、坡向、植被可燃指数等数据和火情因子采集分析器采集的气象信息对火灾的发展进行仿真模拟,确定未来火灾的范围供决策者进行参考,以便制定合理的防火决策.系统最终会生成半小时/1小时/1个半小时/2小时/3小时……时间后的火场发展趋势生成图.系统具备从外网气象局<实时>、内网气象站<实时>或界面输入三种途径接收气象数据的能力.系统支持模拟回放功能.分析行车路线和扑救队员的最优上山路线.分析火灾扑救过程中火场特定范围内的可以动态调用的人员、车辆、水源、供电等扑火或辅助资源,并高亮显示.3.火灾热点管理子功能将每一场火灾在地图上显示为一个热点,可显示所有或单独一场火灾,火灾具有进行中、关闭等多种状态,具有火灾等级、火灾类型、负责人等多种属性,所有火灾记录均可查询、修改,形成档案管理,并在电子地图上手动定位绘制、坐标精确定位绘制、多点分布显示和图片输出.可切换到培训演练数据库.4.火场标绘子功能。
基于GIS的西天山自然保护区森林防火微波监控系统
图1 总体可视域范围
3 结语
森林火灾具有突发性强、危害性大、处置难度高的特点。
一旦发生森林火灾，长时间培育的林木将会瞬间化为乌有，会给国家带来巨大的经济损失。
因此，森林防火成为保护森林资源的重要 环节[5]。
在GIS中，数字高程模型（DEM）常常选用格网模型来描述地形，便于对地形进行各种分析操作。
结合ArcGIS平台的可视域分析工具，能够利用DEM从一个或多个观察点，分析找到研究区域的可视域范围，并输出可视域图，为森林防火微波监控系统提供决策性依据，能够及时发现和准确掌握火灾发生的时间、地点、灾情及火灾曼延情况，为及时组织扑救和制定有效的扑救措施提供可靠的依据，从而降低火灾隐患。
参考文献
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Sys-tems Research Institute，Inc.1999:39-50.
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[5] 吴幸城.谈国有林场目前森林防火存在的问题与对策[J].吉林农
业，2013，301（4）：221.
科技创新导报Science and Technology Innovation Herald151。
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基于ArcgisEngine 的森林防火指挥系统基于3S的森林防火指挥管理系统设计与开发叶金盛,杨志刚(广东省林业调查规划院，广东广州 510500) 摘要：以基础空间地理数据、遥感影像、DEM数据、实时气象及单兵GPS回传数据、森林资源数据、森林防火各项数据等各项数据为信息源，从森林防火的业务需求出发，综合运用3S技术、数据库技术、网络技术及森林防火专业技术二次开发技术、模型分析技术等多种手段，设计并开发了森林防火指挥管理系统。
系统根据森林防火的业务特点设计了森林防火实时指挥、防火基础信息日常管理、灾后损失评估3个主要的功能模块。
可实现的功能主要有：火点智能定位、火场及周边信息查询、单兵作战指挥、多点实时定位、林火蔓延分析、辅助决策指挥、林火档案记录、历史档案查询与分析等功能。
该系统为森林防火指挥与日常管理工作提供了高效的操作平台，促进了森林防火辅助决策指挥的智能化、信息化，对我国基层森林防火工作具有重要的意义。
关键词：森林防火、3S、系统设计与开发、GPS 实时定位、林火蔓延Design and Development of Forest Fire PreventionCommanding and Management System Based on 3SYE Jinsheng,YANG Zhigang(Forestry Surveying and Designing Institute of GuangDong Provice,GuangZhou 510500,China) Abstract: Depended on all kinds of data sources such as basic spatial data、remote sensing image、dem data、real-time meteorological and returned GPS data、forest resource data、forest fire prevention data an so on, designing and developing forest fire prevention commanding and management system with technique of 3s、database mining、modle analysis. According to requirement of forest fireproofing,the system designed real-time commanding、fire prevention information routine maintenance and fire loss assessment 3 major modules. It can realize the functions including : fointelligent position of fire point ,query of fire information,query of putting out of a fire, real time positioning for individual or multi soldiers ,fire spread analysis, assistant decision-making、fire loss evaluation and so on.This systemestablished an efficiency operating platform for forest fire commanding and rountine management.It made some contribution to intellectualization and informationization of forest fireproofing. The system plays an important role in forest fireproofing of primary forestry department of china.Key words：forest fire prevention, 3s, system design and develope , real time positioning,forest fire spread森林火灾能对森林和生态环境造成巨大的破坏，有时甚至会危及人民群众的生命财产安全。
森林火灾具有突发性、灾害发生地点的随机性、且短时间内就能造成巨大损失等特点[1-3]。
火情一旦出现，必须马上确定火点位置，并尽快组织人员进行扑救。
迅速、合理的指挥能有效的减少森林火灾造成的财产损失和人员伤亡。
科学的指挥离不开对火场及周边各种信息的综合分析。
森林防火指挥中所使用的数据大部分都与空间地理信息有关[4]，利用GIS平台可以通过丰富的展现手段将森防队伍分布、防火蓄水池、防火林带、扑火仓库位置等业务信息在电子地图上叠加和显示，在森林防火指挥中一张图能够表达非常丰富的信息。
借助GIS、GPS、RS为核心的3S技术可以对空间数据进行高效的组织和管理[5]，帮助指挥人员快速准确地了解火场及周边的各种复杂地物信息，查询决策所需要的信息，并利用计算机分析找出解决问题的预案或方法。
信息技术、3S 技术以及通信技术的发展为森林防火指挥管理信息化提供了全新的解决方案，建设森林防火指挥管理系统，充分发挥数字林业信息平台的新技术优势能够为火灾的扑救与指挥提供信息和决策支持，大大提高森林防火指挥管理水平，为林业健康快速发展提供强有力的保障[6]。
1 需求分析根据目前各地森林防火工作的特点和现状，本系统功能需求可分为3个部分。
1.1基本功能需求数据管理（包括矢量数据、栅格数据、表格数据、多媒体数据的查看、编辑等）；图层管理（包括图层加载、删除、符号化设置、透明度设置、显示控制、属性控制、图层标注等）、视图管理（包括放大、缩小、漫游、全屏、鹰眼视图、书签等）、查询分析（包括坐标定位、地名查询、图幅号查询、小班地籍号查询、多条件组合查询、空间分析等）、系统维护（包括权限管理、日志管理、数据备份与恢复等）。
1.2核心业务需求根据森林防火工作的性质，森林防火指挥管理系统的业务需求可分为日常的林火监测预警、火灾实时指挥、灾后损失评估3个部分。
1.2.1火灾实时指挥主要包括根据卫星热点信息、接警地名坐标等信息确定火点位置、火点附近信息快速查询（包括水源、扑火队伍、易燃易爆危险地物点、居民点等）、森林资源信息查询（周边生物防火林带位置、火场林分、树种、年龄、下木及草木盖度、郁闭度等）、野外巡防员单兵位置定位、路径记录、历史轨迹回放、多名防火队员位置监视、林火蔓延分析、三维场景查看等。
1.2.2日常林火监测预警主要包括气象卫星热点信息接收、防火数据添加、删除、修改等数据管理操作。
1.2.3灾后损失评估主要包括根据火场范围分析森林林木蓄积损失、经济损失评估、火灾原因扑救过程等档案信息的录入、年度信息统计报表制作等功能。
1.3非功能性需求除功能性需求外，系统还有一些非功能性需求，主要有：1.3.1可靠性要求系统应具备较强的可恢复性和容错性，能够对输入信息进行检查、对非法输入有出错提示，保证数据的完整性，并能对数据进行备份和恢复操作。
1.3.2易用性要求系统应有较好的易学性和易操作性，操作应尽可能自动化、智能化、傻瓜化。
1.3.3效率要求在满足功能的前提下，应尽可能提高系统运行和操作的效率。
1.3.4可移植性要求在Windows系列平台下，系统应具有较好的可移植性。
1.3.5安全性要求由于有地形图等涉密信息，除了在系统权限上进行控制外，还应考虑数据加密，保证系统数据的安全。
2 系统设计2.1系统目标以3S(RS、GIS、GPS)为技术核心，综合利用无线通信、数据库管理、专家知识库等手段，设计和开发森林防火指挥系统。
使之在日常防火监测工作中能够及时准确地监测林火的发生，在火灾发生时能快速有效地提供各项相关信息，同时能够提供有效的辅助决策方案[8]。
此外利用系统还可以建立灾情档案数据库，以便将来可以根据已经发生的灾害信息做出有针对性的工作部署。
2.2设计原则为保证系统建设既达到预定目标，又具有一定的超前性，需要遵循以下原则：2.2.1先进性采用先进的生产技术、建设方案、作业工艺、建库标准，做到基础地理数据和林业专题数据的一体化管理。
选用的软件平台不仅是现阶段成熟的先进产品，而且是国际同类产品的主流，符合今后的发展方向。
在系统开发上，严格按照软件工程的标准和面向对象的理论来设计、管理和开发，保证系统建设的高起点和长期发展需要。
2.2.2适用性森林资源与森林防火空间数据库应建设成为全方位、多层次、动态、实时的基础空间数据库，能为各项林业活动的开展提供准确的基础数据和专题数据，为扩大服务领域提供有效的应用机制。
管理系统的设计应紧密结合森林防火信息的特点，以数据为中心，以需求为导向，同时充分考虑使用习惯，做到界面友好，操作方便。
2.2.3标准性系统建设严格按照国家、省厅颁布和制订的相关标准、规范进行，数据分层、分类与编码、精度、符号等符合行业规范，系统设计、开发符合地理信息系统建设标准。
某些工序没有相应的标准规范时应根据实际情况制订可行的技术标准，但在国家发布新的技术标准后应符合新的国家标准。
2.2.4安全性系统的各项数据是管理、决策的依据，其正确性、准确性至关重要。
系统将设置使用权限，对机要的内容不能任何人都来动用，应该是谁管理就只能谁负责使用，以保证系统信息的保密安全。
还应避免网络病毒破坏，对重要的数据应进行自动备份。
2.2.5开放性系统在设计上充分考虑数据和功能的扩展性，必须能方便地实现空间信息和属性信息的数据库管理，以满足与其它林业专题系统衔接的需求。
2.3系统总体设计2.3.1系统架构Client/Server 架构面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力很强，是应用较为成熟的软件体系架构，被广泛应用于专业网络环境中[7]。
本系统对数据管理及信息维护的安全性要求较高、数据流量大，尤其是部分空间数据涉及到较频繁的编辑操作、需要强大的GIS功能的支持，因此采取三层C/S架构。
图1为本系统的总体架构。
森林防火指挥管理系统图1 系统总体架构2.3.2系统运行环境（1）网络环境需要快速以太网交换机一台、网线若干、100M以上带宽。
（2）硬件环境包括服务器、客户端、打印机等设备。
服务器配置为120G以上硬盘，客户端配置为2G以上内存，独立显卡。
（3）软件环境需求：服务器操作系统为Windows2000 Server；客户端操作系统为Windows Xp/2000；数据库管理系统为SQLServer；其它组件有ArcgisEngine Runtime、Arcsde 、Crystal Report、Microsoft .NetFramework2.0可再发行组件包。