基于GIS和RS森林火險預測的研究.pdf

1、森林火災是人類所面臨的最重要的自然災害之一，全世界每年有幾百萬公頃森林遭受火災的侵害。大興安嶺是我國最為重要的林區(qū)，也是森林火災的重災區(qū)，平均每年有近30起火災發(fā)生，塔河林業(yè)局地處大興安嶺林區(qū)腹地，是我國東北的重點林業(yè)生產(chǎn)企業(yè)之一，森林防火工作一直是該林業(yè)局生產(chǎn)安全工作的重中之重，如何對林火的發(fā)生進行預報，進而為林火的預防提供決策支持，已成為該地區(qū)迫切需要解決的問題。 由于林火的發(fā)生條件復雜，且存在很大的地域差異，就單一條件或簡

2、單地套用某一模型進行小尺度森林火險等級的預報，往往會造成很大偏差。本文以遙感、地理信息系統(tǒng)和數(shù)學統(tǒng)計軟件為主要技術手段，主要開展了基于ETM+遙感數(shù)據(jù)的小尺度森林可燃物分布與分類的方法研究、火險因子的獲取方法研究、建立森林火險預測模型研究、基于遙感和地理信息系統(tǒng)等技術的森林火險預報方法的研究。結果如下： (1)在對塔河林業(yè)局林火規(guī)律分析表明，1975年至2004年該林業(yè)局共發(fā)生森林火災286起，其中2002年林火次數(shù)最多，為54

3、起。30年間森林火災次數(shù)和過火面積隨著時間發(fā)展呈現(xiàn)較明顯的增加趨勢，尤其是進入90年代，林火次數(shù)和面積明顯增多的同時，一般森林火災和重大森林火災的過火面積增長比較明顯，特大森林火災的頻率也比較高。 (2)在借鑒國內外已有的植被、土地覆蓋/土地利用等分類成果的基礎上采用監(jiān)督分類分類方法，對塔河林業(yè)局的植被類型分類方法進行了研究與實踐，獲得了研究區(qū)植被類型分布圖，并對分類結果進行了精度驗證：總體分類精度為85.61％，kappa系數(shù)

4、是0.81，其中針葉林和闊葉林的分類精度較高，跡地的分類精度不夠理想。 (3)本文通過火險因子對林火發(fā)生影響的分析，選擇了植被類型、高程、坡向、坡度、道路網(wǎng)和水系緩沖區(qū)、以及氣溫、降水、相對濕度等氣象指標作為研究塔河林業(yè)局森林火險的基本指標。同時，在國內首次引入中國氣象局發(fā)行的《生態(tài)質量氣象評價規(guī)范》中的濕潤指數(shù)，作為判斷研究區(qū)氣候干濕程度的指標，并把它作為實時氣象預報的訂正系數(shù)，增加了森林火險等級預報的可靠程度。 (4

5、)通過對火災發(fā)生次數(shù)與森林火險背景因子關系的分析表明，具有高森林火險等級的單因子為：針葉林、闊葉林、高程在400-600m之間，陽坡、在100m以內的道路緩沖區(qū)。 (5)通過分析林火頻次與氣象因子的關系表明，林火頻次隨日最高氣溫和干燥指數(shù)的升高而呈指數(shù)上升趨勢，日最高氣溫超過25.32℃，干燥指數(shù)超過2.41后，發(fā)生林火的可能性將大大增加；林火頻次隨日相對濕度的升高而呈直線下降趨勢；風速在2-4m/s范圍內火災頻次最高，大于4m

6、/s時火災頻次反而降低。 (6)本研究的森林火險預報模型主要分背景綜合指數(shù)部分和氣象指數(shù)部分，即靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。將各個火險因子分別賦予相應的權重并結合到一起進行綜合火險指數(shù)模型的計算。在權重的確定方面，本研究克服了以往權重分析方法中缺乏確切的定量分析過程，采用層次分析法確定各火險因子的權重，并在此過程中結合30年間研究區(qū)各火險因子與火災次數(shù)的關系確定各火險因子的重要性，剔除了權重確定過程中人為因素的干擾。 (7)

7、選取研究區(qū)30年間當日發(fā)生森林火災次數(shù)較多的1994年7月17日和2002年6月16日作為本研究中森林火險預測方法的準確性。結果表明，兩日Ⅳ和Ⅴ級火險等級占研究區(qū)總面積的63.50％和76.30％，同時，全部火點均落在Ⅲ級以上(含Ⅲ級)森林火險等級范圍內，其中落在Ⅳ和Ⅴ級火險等級分別達90％和78.57％，表明該森林火險等級預報方法可以用于森林火險等級預報的實際應用。模型中引入實時氣象數(shù)據(jù)，能夠及時獲得森林火險動態(tài)變化情況，提高森林火險