森林特殊火行为格局的卫星遥感研究

由于多变的天气条件,复杂的地形和植被分布,引起火行为格局的变化,借助GIS和卫星遥感技术,以1987年大兴安岭5．6大火为对策,进行火行为变化规律和火行为的时空格局研究,环境风对火行为具有决定性作用,大风期间火强度极高,过火区为火蔓延的廓道,较大的山脉对林火有阻隔作用,森林采伐改变可燃物连续性,可以改变火行为,人类扑火对大火作用不明显,小地形可产生不同火烧强度的细微结构。     

图像挖掘技术在林火影像中的应用

提出了林火遥感图像挖掘的概念,描述了图像挖掘技术在林火遥感图像上的具体应用及实现,针对林火部门每天产生并存储的有价值的林火遥感图像,结合林火上所特有的领域知识,提出了一种通过对林火遥感图像进行图像挖掘,可以将林火遥感图像分成有火或无火两类图像的方法。该方法的实现对帮助林火工作人员及早发现火情,做出火灾预测并采取相应措施具有重大的意义。     

3S集成技术在林火管理中的应用研究

卫星遥感技术用于对过火区进行识别和对森林火灾进行判读和监测；林火地理信息系统是一种包含空间资料管理的地理信息系统，它具有储存，处理，投影转换和取回与显示图形资料的能力。     

人工神经网络技术在林火重灾年预测中的应用前景

通过对人工神经网络技术先进性的论述,说明了神经网络模式识别方法存在着传统模式识别方法所不个备的优越条件,应用它对林火重灾年进行中长期预测是完全可行的,而且应用前景十分美好。     

基于卫星影像的图像挖掘在林火行为分析中的应用

每天从卫星上获得大量的遥感影像.遥感图像数量巨大、分辨率较低且更难于处理.如何利用遥感影像对森林火灾实施更为有效、实时的监控,一直是研究的热点问题.本文在讨论图像挖掘技术的基础上,应用卫星影像进行林火的行为分析,以提高火灾监测的实时性、准确性.     

基于OMI卫星遥感数据的兰州市SO2空间分布分析

以大气探测卫星Aura上所搭载的臭氧观测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)传感器所得的SO2数据产品为依据,结合遥感图像处理技术和地理信息系统分析方法,重点解译了甘肃省兰州市区2009-2010年采暖期和非采暖期SO2空间分布情况.从总体上看,研究区采暖期和非采暖期存在的SO2高值区域不同,采暖期SO2高值区主要存在于兰州市中东部,非采暖期主要存在于兰州市西部.与2005年SO2空间分布情况对比发现,中高柱量(DU ＞0.81)浓度SO2柱量值区的范围明显增加,而最高值区域范围缩小.该技术通过建立数据平台,能够对环境中任意某个点(栅格数据)随时提取进行评价,做到实时远程监测.     

一种基于数据融合的林火火线动态蔓延预测方法的研究

准确预测林火蔓延对于有效防治野火危害具有重要意义。传统林火蔓延速度场经验模型需要可燃物特性、坡度、温度及湿度等众多实测参数,由于参数均具有不同的时空分布,限制了模型的实际应用。因此提出速度场实时测量及水平集法模拟林火蔓延两种技术相结合的方法,通过测定火蔓延锋面的位置获取当前时刻锋面处的速度场分布并对此速度场在未燃烧区域进行延拓,结合水平集法预测林火蔓延,并使用数值模拟及实验数据验证了该方法能够有效预测短期内林火蔓延趋势,得出基于速度场的数据融合方法可满足实际林火蔓延建模的需求。     

双波段视频处理系统在林火监测上的应用研究

本文阐述了红外与可见光双波段视频处理系统的基本原理,介绍了应用研究的内容和实验结果,展示了其良好的性能。与普通单波段可见光视频监测系统相比,双波段视频处理系统是一种更高端、视频检测更智能、更准确可靠的林火检测系统,具有更加广阔的应用空间。     

林火数据的Logistic和零膨胀Poisson(ZIP)回归模型

利用统计模型对森林火灾数据进行了描述和分析,所用模型包括Logistic回归模型和零膨胀Poisson(ZIP)回归模型.将所用的森林火灾数据分别视为分组因子数据和有序变量数据进行建模.为了进行预测和验证,建模时使用部分数据,其余数据作为检验数据,用以检验预测的准确性.研究结果显示,所研究的两类模型都得到了与检验样本接近的结果,具有较好的火灾次数预测能力.其中零膨胀模型不仅可以得到与Logistic模型相当的结果,而且能够有效解决火灾数大于天数的问题,以及可以对零值过多的数据进行较好地建模.该研究表明所建立的Lo-gistic回归模型和零膨胀Poisson回归模型都是分析火灾与影响因素相关性的适用模型.     

城市消防研究与管理方法对森林防火的借鉴作用

总结了中国森林防火研究与管理现状,分析了森林防火与城市消防在研究与管理方面的差距,提出了城市消防研究与管理方法对森林防火6个方面的借鉴作用：（1）建筑防火分区方法和技术对森林防火分区及隔离带建设技术的借鉴作用;（2）耐火等级思想对降低森林燃烧性的借鉴作用;（3）建筑性能化防火设计方法对森林防火设计的借鉴作用;（4）标准体系建设的借鉴作用;（5）建筑避难层（间）对林区消防安全设施建设的借鉴作用;（6）城市火灾危险源辨识方法对森林火灾危险源辨识方法的借鉴作用。     

扑救森林火灾时的注意事项

总结分析了在林火扑救中指挥员应掌握了解的基本情况及扑火队员应注意的事项。     

扑救森林火灾应遵守的安全规则

本文简要介绍了在林火扑救中扑火队员应遵守的安全规则。     

基于缓冲区重采样的LSTM林火预测模型*

为提高林火风险预测精度,挖掘地图上隐含的空间信息、时间序列上隐含的长期趋势和循环波动,提出1种基于缓冲区重采样的长短期记忆（LSTM）林火预测模型,选取15个与林火相关的影响因素,以方差膨胀因子为评价指标对其进行多重共线性检验,方差膨胀因子大于10的因素具有共线性,并采用信息增益率验证筛选结果的合理性。考虑到火灾的空间聚集特性,采用缓冲区分析与过采样相结合方法减少样本不均衡现象的影响,最终得到176 732条样本。对12个影响因素和研究时间段的火点建立LSTM预测模型,对森林火灾发生风险进行预测。研究结果表明:基于缓冲区重采样的LSTM林火预测模型有效考虑时空上隐含的信息,预测模型准确率为87.06%,特异性为97.99%,敏感度为76.12%,阳性预测率为97.43%,阴性预测率为80.41%,ROC曲线与AUC值均优于随机森林（RF）和支持向量机（SVM）这2种基准算法。维尔克松秩和检验发现,本文提出的模型与基准算法结果具有显著性差异。研究结果可为提高林火风险预测精度提供参考。     

基于多传感器融合的林火监测

为了提高近距离火灾监测的准确率,建立了基于Arduino平台的多传感器实时监测系统.此系统安装在移动机器人身上以探测火灾.在林火发生期间,会产生CO、C02明火火焰及其他产物,并引起周围环境温度的升高.因此,选择合适的传感器,检测出以上参数,就有可能据此判断实际环境是否有火.通过在Arduino上搭建火焰传感器、温度传感器、气体传感器和烟雾传感器,可以实时监测环境参数.在无火和有火环境中进行了多次试验,进行数据采集,得到了大量原始数据.无火环境的数据是在不同的天气条件下测得的;有火环境由试验火堆模拟得到.在模拟的过程中,进行人为操作以模拟不同的火情.如通过浇湿底部的可燃物模拟预热阶段,试验数据因此更有代表性.数据分析表明,单个传感器的输出值波动大,且在有火环境和无火环境中的输出值有重叠.因此,用单一传感器来检测火灾的准确率很低.而同时分析3个传感器的输出值时,其输出值随所检测火堆的不同呈现出一致的变化规律.最后,利用神经网络进行多传感器数据融合.涉及5个输入变量,由神经网络实现对多变量的非线性问题进行模式识别.将前述试验所得数据划分为训练数据和测试数据,两类数据均包含一定比例的有火样本和无火样本.用训练数据对BP神经网络进行训练,可得到林火识别模型.用测试数据检验模型,结果表明,该BP神经网络对试验火的识别准确率为98.625％.     

火灾保险与消防管理互动模式研究

在对国内外该领域研究现状进行分析的基础上,提出了我国目前需要研究的主要问题、研究的基本思路和方法以及研究的重点和难点。将国外先进的理论和方法与我国消防监督管理的实践相结合,探索一条适合中国国情的消防管理模式。为完善我国消防与保险方面的相关技术与法规提供了建议,对完善我国消防监督管理的体制、充分发挥火灾保险的重要作用以及调动全社会参与消防的积极性等方面提供了重要的决策依据。     

基于CFD的核电厂防火安全评估方法研究

目前国内核电厂普遍采用确定论方法进行防火安全评估。采用CFD模型对核电厂某典型电气间火灾发生过程进行数值模拟研究。模拟火灾行为（火势增长和蔓延）、温度场变化、烟气浓度变化等,分析结果中温度对电缆和电气设备的失效判定、烟气层对电缆和电气设备的风险影响,研究该方法对于核电厂防火安全分析的指导作用。通过分析数值模拟数据,计算结果与二代机型确定论分析方法结果相符,有效验证了CFD火灾模型在核电厂防火安全评估中的适用性,为国内自主建立核电厂火灾数值模拟评价体系提供参考。     

基于GIS空间分析的森林防火蓄水池选址

针对消防蓄水池这一山区储水设施的选址问题,基于地面25m×25 m单元的空间分析方法(如水文分析、重分类、距离制图等),以安宁市为试验区,获取其累积汇水量,并结合该地森林火险等级和道路网络空间分布,采用综合打分方法得出森林防火蓄水池选址适宜度,最终通过人机交互判别选取了汇水量高、所辐射的森林面积均匀合理、用水方便的区域作为蓄水池地址。研究表明,该技术方法具有一定普适性,对山地森林消防蓄水池建设有参考作用。     

中国的森林防火工作

本文系统介绍了中国不断探索森林火灾的特点,有针对性的加强管理和技术防范措施,以提高对森林火灾的控制能力。着重说明了中国森林火灾带来的危害和损失,受自然条件的制约和社会环境影响所产生的特点。阐述了实行森林防火行政领导负责制,依法治火,大力开展宣传教育,强化野外火源管理,加强消防队伍建设、动员全社会力量防火以及多方集资和加强对外合作的效果。最后,具体介绍了森林火灾的预报、探测和林火阻隔预防技术,以及采用的直接扑打,用水、风力和飞机灭火,人工降雨,以火攻火等多种扑救森林火灾方法,还介绍了中国森林防火科技的系统研究情况。