[发明专利]一种基于GIS和气象监测网络的森林火险预警方法

说明书

本发明公开一种基于GIS和气象监测网络的森林火险实时预警方法，主要包括森林火险实时预警模型构建和火险预警两部分：(1)确定本方法中森林火险实时预警模型所需的预警因子；(2)利用AHP方法，计算预警因子的权重；(3)确定预警因子阈值和预警等级的划分标准；(4)运用GIS相关技术，完成实时预警模型的构建；(5)基于模型，采集实验数据，进行森林火险预警。实验结果表明：(1)根据预警模型以及设定的实时预警指标、实时气象监测数据，可提前1小时获取预警信号，快速实现县级、林场级别的森林火险的早期预警和及时响应；(2)通过引入GIS可视化方式，可快速生成有关研究区域森林火险的空间分布信息，直观的观察预警等级的变化情况。

技术领域

本发明属于测绘科学与技术领域，涉及一种运用GIS相关技术和实时气象监测网络进行森林火险实时预警的方法。

背景技术

近年来，由于全球气候的异常变化和人为活动的影响，森林火灾时常发生。森林火灾较强的突发性、极大的破坏性、严重的危害性，会烧毁林木、危害野生动植物、污染空气，严重威胁国家经济发展、全球生态平衡和个人生命财产安全，导致森林防火趋势日益严峻。因此有效的开展森林防火研究成为迫切需求。在森林防火工作中，森林火险实时预警是关键的一环，其对于森林防火工作、保护森林资源和人类生命财产安全具有重大意义，引起了国内外研究学者广泛的关注和研究。

森林火险预警的研究开始于上世纪20年代，学者们针对其方法和技术开展了深入的研究，并取得了丰硕的成果。典型方法有：多因子预报方法、综合指标法，“801”火险尺法、双指标法和三指标法等。随着遥感技术和地理信息技术的发展，应用遥感技术和地理信息技术解决问题，成为森林火险预警预报工作的两个重要方法。已有诸多学者运用遥感监测的手段对森林火险预警预报工作展开了研究。覃先林提出基于我国的格网化国家级森林火险等级的定量预报方法，该方法利用MODIS数据和火险指数，较好地实现全国森林火险等级从定性描述到定量估测，但忽略了动态和静态因子对森林火险等级预报的影响。于成龙基于ETM+遥感数据和GIS技术建立综合火险指数预测方法，该方法以植被类型、地形、道路网及水系缓冲区数据作为静态因子，气象数据和湿润指数作为动态因子进行森林火险预报，克服了火险预报没有综合考虑动态和静态因子对预报结果的影响的不足。Adab等人提出混合火险指数的概念帮助预报森林火险，综合考虑了影响森林火灾的静态和动态因子。

基于遥感监测手段的森林火险预警预报研究已取得了较多的成果且相对成熟，上述森林火险预警方法一般是基于一种或多种遥感数据提取森林火险预警相关数据，但忽略了遥感数据的获取具有周期性，实时提取林火预警相关数据较为困难。然而，实时气象数据在一定程度上可以避免这种弊端，基于GIS相关技术建立气象监测网络，可以有效的缩短森林火险预警的时间。因此，本发明全面考虑森林火险实时预警的准确性、全面性和实时性，针对遥感数据中实时提取森林火险预警相关数据较为困难的问题，运用 Voronoi图和叠置分析技术，提出基于GIS和气象监测网络的森林火险实时预警方法，并基于我国气象站目前已基本上覆盖到全国各个县区的特点，实现县级、林场级别的森林火险实时预警，具有比较好的实用价值。

发明内容

本发明针对传统森林火险预警方法的不足，全面考虑森林火险实时预警的准确性、全面性和实时性，运用Voronoi图和叠置分析技术，提出了一种运用GIS相关技术和实时气象监测网络进行森林火险实时预警的方法，该方法对县级及林场级别的森林火险预警具有较好的准确性、全面性和实时性，具有比较好的实用价值。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于GIS和气象监测网络的森林火险实时预警方法，包括：森林火险实时预警模型构建和火险预警两部分。

1.森林火险实时预警模型构建步骤如下：

S1：分析引起森林火灾发生的因素，确定模型构建所需的预警因子；

S2：利用AHP方法，计算预警因子的权重；