緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇森林防火論文范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。

如何讓山火燃不起、燃得慢才是森林防火的根本,只有這樣才能給撲救森林火災(zāi)留有足夠時(shí)間,才能最大限度減少火災(zāi)損失;因此,營(yíng)造生物防火帶是破解森林防火難題之本。近年來(lái),隆回縣在造林時(shí)每隔30米就栽植一排木荷、火力楠、楓香等林木,構(gòu)成一條綠色生物防火帶。綠色生物防火林帶可以充分發(fā)揮自然力的作用,利用森林植物之間的阻火性的差異,以難燃樹(shù)種組成防火林帶,在不同層次上防止火災(zāi)的蔓延和擴(kuò)展,防止易燃森林植物的燃燒。生物防火帶不但起到降低森林火災(zāi)的易燃性,而且提高了林分的抗火性。隆回縣根據(jù)地形地貌、山脈、河流走向,防火季節(jié)的主風(fēng)方向,不同類(lèi)型森林等情況,建立了山脊、山谷、山腹三種生物防火帶;同時(shí)根據(jù)不同林種、樹(shù)種營(yíng)造不同防火樹(shù)種,在用材林的林緣、山脊處主要營(yíng)造木荷、火力楠、楓香、泡柚、檫樹(shù)、櫧類(lèi)等樹(shù)種;在村邊、路邊的果木林中主要營(yíng)造油茶、茶葉、楊梅、柑橘、板栗、桃樹(shù)、梨樹(shù)等樹(shù)種;在公路、公園、景區(qū)和水庫(kù)邊等風(fēng)景林中主要營(yíng)造江南榿木等樹(shù)種。每到初冬季節(jié),山上卻是另一番洞天,木荷翠綠欲滴,楓樹(shù)紅葉滿枝,紅綠相間,錯(cuò)落有致,構(gòu)成一幅美麗的風(fēng)景畫(huà),集欣賞和防火價(jià)值于一體。近年來(lái),隆回縣共營(yíng)造了10890條綠色生物防火帶,為青山綠水構(gòu)建了一張強(qiáng)大的森林生物防火網(wǎng)。
防火于未燃山火燒不
“積極預(yù)防,消防為輔”是森林防火的宗旨,只有搞好了預(yù)防,提高全民森林防火意識(shí),人人都是“防火墻”,才能讓山火燒不起來(lái)。這就要求我們對(duì)森林防火工作早謀劃、早部署、早行動(dòng),把森林防火工作往細(xì)里抓,實(shí)里抓,嚴(yán)格要求,嚴(yán)格執(zhí)法,積極采取措施預(yù)防森林火災(zāi)發(fā)生;提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件能力,實(shí)現(xiàn)工作管理規(guī)范化,隊(duì)伍建設(shè)專(zhuān)業(yè)化;健全火源管理體系,提高群眾防火意識(shí),實(shí)現(xiàn)宣傳形式多樣化,教育管理嚴(yán)格化;健全撲救控制體系,提高科學(xué)防控減災(zāi)能力,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化、反應(yīng)能力快速化。
抓宣傳,人人都是防火墻。隆回縣開(kāi)展了森林防火宣傳進(jìn)山區(qū)、進(jìn)農(nóng)家、進(jìn)村莊、進(jìn)學(xué)校、進(jìn)機(jī)關(guān)、進(jìn)電視、進(jìn)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)報(bào)紙、進(jìn)公園、進(jìn)林場(chǎng)的“十進(jìn)”活動(dòng)。建立了電視上有圖像、網(wǎng)絡(luò)上在文章、報(bào)紙上有新聞、墻壁上有黑板報(bào)、山口路口有警示牌、電桿上有橫幅“七位一體”的立體宣傳格局,實(shí)現(xiàn)了全方位、全天候、多角度、多層次的全覆蓋宣傳。隆回縣在隆回電視臺(tái)、隆回新聞、隆回公眾信息網(wǎng)開(kāi)設(shè)森林防火專(zhuān)欄;防火期間,森林防火宣傳車(chē)穿梭于大街小巷、鄉(xiāng)村集市進(jìn)行流動(dòng)宣傳;縣森林防火指揮部與縣文化部門(mén)把森林防火知識(shí)編成戲劇小品、三字經(jīng)、四字歌利用趕集的機(jī)會(huì)送戲下鄉(xiāng);教育部門(mén)把森林防火課列入教學(xué)計(jì)劃;電信部門(mén)發(fā)送防火信息進(jìn)行溫馨提示;旅游部門(mén)在旅游資料中提出旅客注意森林防火。
抓火源,拒火種于山門(mén)外。在高等級(jí)火險(xiǎn)期間,除令外,防火期還落實(shí)專(zhuān)人監(jiān)護(hù),對(duì)進(jìn)入重點(diǎn)林區(qū)的人員進(jìn)行登記,逐人簽訂保證書(shū),在清明期間對(duì)所轄林區(qū)墳?zāi)箤?shí)行跟蹤管理,事先對(duì)林區(qū)所有墳?zāi)谷康怯?,安排?zhuān)人全天分片看守負(fù)責(zé),每個(gè)墳頭上墳完畢進(jìn)行全程跟蹤管理。在春節(jié)、元宵節(jié)、清明節(jié)等重要節(jié)日和時(shí)段,在林區(qū)的山口、要道上設(shè)置檢查崗,嚴(yán)防死守。在春耕和清明期間野外用火頻繁季節(jié),嚴(yán)格執(zhí)行“十不準(zhǔn)、六不燒”規(guī)定。加大巡查力度,隆回縣在森林防火期間有7000余名森林防火巡邏員日夜巡邏在崇山峻嶺之間,對(duì)山林實(shí)行全天候監(jiān)視;縣森林防火指揮部派出40多個(gè)檢查組200個(gè)余名檢查人員,對(duì)重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行防火檢查,督促落實(shí)防火責(zé)任,確保了防火措施落實(shí)。
布下群防陣山火熄得快
[中圖分類(lèi)號(hào)]TU986.5+2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2013)-9-184-1
1徐州市環(huán)城國(guó)家森林公園背景概況
徐州環(huán)城國(guó)家森林公園,位于江蘇省徐州市主城區(qū),東經(jīng)11622’-11841’、北緯3343 7-3459’, 1992年林業(yè)部批準(zhǔn)成立,現(xiàn)隸屬徐州市市林業(yè)局,2002年被定為江蘇省生態(tài)公益林試點(diǎn)單位。園內(nèi)72座山峰呈組團(tuán)式環(huán)繞徐州市主城區(qū),總面積為1469.53公頃,林木總蓄積量達(dá)99150立方米,對(duì)改善徐州地區(qū)生態(tài)環(huán)境起到了重要作用。土壤類(lèi)型為石灰?guī)r風(fēng)化淀積形成的堿性土,石灰?guī)r山地土層瘠薄。年均氣溫14℃,年平均風(fēng)速3 m/s,冬季旱風(fēng)強(qiáng)烈,風(fēng)日頻率高,森林公園山地森林主要為人工營(yíng)造的側(cè)柏純林,樹(shù)齡大都在50-60年,密度大,樹(shù)脂含量高,極易引發(fā)山地森林火災(zāi)。
2徐州市環(huán)城國(guó)家森林公園所面臨的主要問(wèn)題
2.1可燃物載量高,林火撲救難度大
徐州冬季氣候干旱,可燃物載量高,林分易燃性高,林火撲救難度大。徐州市環(huán)城國(guó)家森林公園以人工側(cè)柏純林為主,森林覆蓋率高達(dá)73.94%,有林地1104.79公頃,林木總蓄積量達(dá)99150立方米,九里山側(cè)柏林最大密度達(dá)2300株/公頃,郁閉度0.8以上,林緣、林窗雜草灌木生長(zhǎng)旺盛,林下凋落物積累多,側(cè)柏枝葉樹(shù)脂含量高,分解慢,林地干燥,極易引起森林火災(zāi)。山高坡陡、水源缺乏,林火撲救難度大。
2.2火源種類(lèi)多,難預(yù)防
徐州環(huán)城國(guó)家森林公園,園內(nèi)72座山峰呈組團(tuán)式環(huán)繞徐州市主城區(qū),林地與多種用地相臨交錯(cuò),全部開(kāi)放管理,游人自由出入。因此火源種類(lèi)較多,如游人扔煙頭、野炊、周邊燃燭放鞭炮、林內(nèi)祭祖燒紙上香、林緣農(nóng)田燒秸桿、居民用火等。
2.3防火隊(duì)伍人員少,撲救能力低
徐州環(huán)城國(guó)家森林公園森林防火工作員少,一線的隊(duì)員僅17人。隊(duì)伍年齡結(jié)構(gòu)偏大,40歲以上人員約占50%。缺少防火隊(duì)伍、防火專(zhuān)業(yè)的的知識(shí)的培訓(xùn)和防火技能的操練。
2.4森林防火設(shè)施裝備較少
徐州環(huán)城國(guó)家森林公園,缺少先進(jìn)的防火預(yù)警設(shè)備、消防車(chē)等防火、滅火設(shè)備,現(xiàn)有的森林防火滅火設(shè)備和森林火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備也比較落后。
3徐州國(guó)家環(huán)城森林公園的防火措施與對(duì)策
森林防火要堅(jiān)持“預(yù)防為主,積極消滅”的方針和科學(xué)防控,依法治理,可持續(xù)控災(zāi)戰(zhàn)略,建立布局合理、技術(shù)先進(jìn)、管理高效的預(yù)防體系,實(shí)現(xiàn)森林防火實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)預(yù)警、保障林業(yè)健康發(fā)展,保護(hù)生態(tài)安全。大力推進(jìn)生物防火林帶工程建設(shè),構(gòu)筑生物阻隔帶與自然阻隔帶相結(jié)合的林火阻隔網(wǎng)絡(luò),有效控制森林火災(zāi)的危害。
3.1采用科學(xué)森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)措施
科學(xué)的森林經(jīng)營(yíng),在森林防火、滅火方面發(fā)揮著重要的作用,不僅可以大大降低森林火災(zāi)的隱患,而且對(duì)環(huán)境保護(hù)、減少污染起著非常重要的作用。主要措施有:撫育間伐、減少易燃樹(shù)種組成增加防火樹(shù)種組成;清除雜草灌木、枯枝和凋落物減少林內(nèi)可燃物載量;進(jìn)行 森林防火區(qū)區(qū)劃及火險(xiǎn)等級(jí)劃分,按照火災(zāi)發(fā)生頻率和林分資源特點(diǎn)將防火區(qū)分為重點(diǎn)防火區(qū)和一般防火區(qū)。
3.2加強(qiáng)對(duì)森林防火法制工作和宣傳力度
森林防火必須走依法治火之路,實(shí)行規(guī)范化、法制化化管理,依法控制各種林火火源,強(qiáng)化野外火源管理。加強(qiáng)宣傳,提高人民群眾在森林防火工作中起到的作用,充分利用網(wǎng)絡(luò)、廣播、電視、報(bào)紙、標(biāo)語(yǔ)、宣傳車(chē)、文藝匯演、座談會(huì)、等形式進(jìn)行宣傳教育,使森林防火的法律、法規(guī)、條例和政策覆蓋全社會(huì),提高社會(huì)的防火意識(shí),并鼓勵(lì)參與防火活動(dòng)。
3.3提高森林防火隊(duì)伍的防火技能
森林防火隊(duì)伍的建設(shè),對(duì)森林防火工作起著直接作用,防火隊(duì)員的數(shù)量要及時(shí)的補(bǔ)充,隊(duì)伍年齡應(yīng)當(dāng)年輕化。隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的好壞將直接決定著森林防火工作的進(jìn)行,必須加強(qiáng)對(duì)森林防火隊(duì)伍的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)培訓(xùn):
(1)熟悉森林火災(zāi)的撲救措施、撲救森林火災(zāi)的原則、程序、戰(zhàn)術(shù)和安全自救技巧。
(2)提高了專(zhuān)業(yè)或半專(zhuān)業(yè)森林消防隊(duì)員的安全防火意識(shí)、應(yīng)急反應(yīng)水平和撲救森林火災(zāi)能力。
(3)搞好森林防火演習(xí),森林防火演習(xí)可以提高應(yīng)急反應(yīng)速度、磨合指揮協(xié)同作戰(zhàn)能力、提高指揮藝術(shù)、合理調(diào)配防火成員單位的能力,撲救森林火災(zāi)的后勤保障供應(yīng)能力。這樣既達(dá)到了實(shí)戰(zhàn)練兵的目的,又提高了撲火隊(duì)的實(shí)戰(zhàn)水平。
3.4加大對(duì)森林防火工作資金投入改善設(shè)施裝備
資金的投入對(duì)森林防火工作起著決定性作用。加大資金的投入能夠?yàn)樯址阑鸸ぷ魈峁┫冗M(jìn)的科學(xué)技術(shù)和預(yù)防設(shè)備,這樣在預(yù)防森林火災(zāi)方面將發(fā)揮巨大作用。有了資金投入才能完善相應(yīng)的防火基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè):護(hù)林點(diǎn)、防火道路建設(shè)、防火隔離帶建設(shè)、防火望塔建設(shè)、防火宣傳建設(shè), 建立引水上山,水源滅火工程;在易發(fā)生火災(zāi)區(qū)域預(yù)置滅火器材;建設(shè)一套先進(jìn)、完善的森林監(jiān)測(cè)預(yù)警體系,購(gòu)置集遙感、監(jiān)測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、GIS信息管理技術(shù)于一體的實(shí)時(shí)森林監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。這樣才能提高徐州環(huán)城國(guó)家森林公園的森林防火滅火能力,做好森林防火工作。
4小結(jié)
徐州環(huán)城國(guó)家森林公園森林防火工作,已經(jīng)成為徐州城市發(fā)展的重要問(wèn)題之一,對(duì)徐州的生態(tài)環(huán)境建設(shè)起著重要的作用,必須給予足夠的重視。通過(guò)采用科學(xué)森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)措施,加強(qiáng)對(duì)森林防火法制工作和宣傳力度,提高森林防火隊(duì)伍的防火技能和加大對(duì)森林防火工作資金投入改善設(shè)施裝備,實(shí)現(xiàn)森林防火工作的制度化、規(guī)范化、現(xiàn)代化。對(duì)于徐州環(huán)城國(guó)家森林公園的森林防火工作起到積極的促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)
森林火災(zāi)已給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成很大的損失,森林防火已成為各級(jí)林業(yè)主管部門(mén)、甚至是各級(jí)政府在森林防火期的一項(xiàng)十分突出的工作。近年來(lái),用于森林防火工作的人力、物力、財(cái)力和行政資源越來(lái)越多。各級(jí)政府和林業(yè)主管部門(mén)頻頻出臺(tái)森林防火的法規(guī)、政策文件,禁火令(禁止煉山、禁止一切野外用火)及各種處罰措施,頻頻開(kāi)展森林防火宣傳、檢查、督察。應(yīng)該說(shuō)對(duì)森林防火工作是非常重視的,也取得了效果。然而森林防火的形勢(shì)卻仍然十分嚴(yán)峻。筆者以江西省贛州市的實(shí)際情況為例,淺述從技術(shù)措施層面有效解決幾個(gè)森林防火難點(diǎn)的思考和建議,供參考。
1對(duì)當(dāng)前主要森林防火措施之一“嚴(yán)禁燒田坎、嚴(yán)禁煉山造林等野外用火”的思考
據(jù)統(tǒng)計(jì),造成森林火災(zāi)的主要成因之一是農(nóng)民燒田坎、上墳燒紙、弱智人員玩火等人為野外用火。那么,除人為活動(dòng)、雷電等外在因素外,森林的分布、林分的組成、林木的阻燃能力可以說(shuō)是森林火災(zāi)成因的一個(gè)客觀內(nèi)在因素,人為野外用火主要包括燒田坎、上墳燒紙、弱智人員玩火、煉山造林等是導(dǎo)致森林火災(zāi)的重要因素,應(yīng)該引起高度重視。
農(nóng)村普遍生活燃料已不再是柴草為主了,田坎上的草灌不燒不鏟,會(huì)影響農(nóng)作物的生長(zhǎng);鏟割下來(lái),如果不燒掉,不易腐爛,也會(huì)影響農(nóng)作物種植。因此,農(nóng)民普遍用燒田坎的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,并且成為一部分農(nóng)民的一項(xiàng)習(xí)慣性農(nóng)事活動(dòng)。單純地從森林防火需要的角度禁止燒田坎,部分農(nóng)民對(duì)此不是很理解,仍然抱著僥幸心理去燒田坎。上墳燒紙是我國(guó)民俗傳統(tǒng),一刀切的禁止,實(shí)踐中是難以實(shí)現(xiàn)的。
采伐跡地人工造林,如果不煉山造林,確實(shí)雜灌太多,整地造林難度太大,而且造林效果差,不利于幼林生長(zhǎng),嚴(yán)重影響人工商品林的經(jīng)濟(jì)效益。說(shuō)明煉山造林有它存在的必要性。因此,簡(jiǎn)單的一刀切“禁止煉山造林”的做法,實(shí)踐中是難以做到的。單純從森林防火的角度禁止煉山,有人認(rèn)為存在林業(yè)內(nèi)部部門(mén)的本位主義傾向,不利于林業(yè)的整體發(fā)展。
然而燒田坎、上墳燒紙又的確是引發(fā)森林火災(zāi)的一個(gè)主要因素;還有弱智人員玩火也是導(dǎo)致森林火災(zāi)的一個(gè)重要因素。但是,應(yīng)該注意到,弱智人員玩火主要是在山下路邊、人群活動(dòng)頻繁的地方,特地跑到遠(yuǎn)山林子里面的較少。真正要靠其監(jiān)護(hù)人把這些弱智人員全天候監(jiān)護(hù)起來(lái),客觀上難以實(shí)現(xiàn)。
2建議
在繼續(xù)做好原有的森林防火措施的基礎(chǔ)上,采取以下技術(shù)措施,提高森林防火效果。
2.1提高林分的防火能力
在易發(fā)森林火災(zāi)地段,如人為活動(dòng)頻繁處的林分、上墳燒紙周?chē)牧址?、農(nóng)田邊緣的林分等,種植一定比例的防火樹(shù)種,增強(qiáng)森林的自身防火功能。在容易受到人為活動(dòng)影響的林分,特別是在山下道路邊的林子,混交種植一些阻燃性能較強(qiáng)的樹(shù)種,如木荷、銀木荷、花櫚木、油茶、茶樹(shù)、石筆木、火力楠、馬蹄荷、楊梅、桃葉石楠、阿丁楓、樂(lè)東擬單性木蘭、深山含笑、乳源木蓮、絲栗栲、苦櫧、甜櫧、青岡、冬青、米老排、交讓木、欏木石楠、女貞、竹柏等防火性能較好的鄉(xiāng)土樹(shù)種,以增強(qiáng)森林自身的防火功能,降低發(fā)生森林火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)報(bào)道,防火樹(shù)種達(dá)到25%~30%的比例,林分自身的防火功能能夠得到較好的體現(xiàn)。
2.2有條件地實(shí)施煉山造林
應(yīng)該實(shí)施有條件的煉山造林。不煉山的確不利于人工造林,不能因?yàn)榕掳l(fā)生森林火災(zāi)就禁止煉山,況且發(fā)生的森林火災(zāi)絕大部分都不是煉山造成的,不能顧此失彼,而應(yīng)該采取疏堵結(jié)合的方法。為防止煉山造林引發(fā)森林火災(zāi),應(yīng)該研究制定安全煉山、可以達(dá)到安全煉山要求的技術(shù)條件(標(biāo)準(zhǔn)),如適宜的氣象因子(風(fēng)力的大小、風(fēng)向、空氣濕度等)條件、需要的隔離帶的寬度、守護(hù)人員的數(shù)量等技術(shù)指標(biāo),就可以煉山造林;否則,就不能煉山。煉山安全系數(shù)達(dá)到什么程度,就算是安全等,制定了標(biāo)準(zhǔn),就好操作,讓煉山造林者有標(biāo)準(zhǔn)可依。 轉(zhuǎn)貼于
2.3修建農(nóng)(田)林(分)間的防火帶
關(guān)鍵詞:森林防火科技
發(fā)展規(guī)劃
監(jiān)測(cè)手段
可燃物
1普遍意義上的科技進(jìn)步
這幾年,伴隨著我國(guó)的森林防火技術(shù)和裝備水平的提高,相關(guān)技術(shù)研究工作空前繁榮。然而,值得注意的是森林防火的應(yīng)用基礎(chǔ)研究不夠深人和連續(xù),尤其是針對(duì)林火科學(xué)中關(guān)鍵性的問(wèn)題以及目前諸如林區(qū)和居民點(diǎn)結(jié)合部火災(zāi)現(xiàn)象這類(lèi)研究熱點(diǎn)。這首先表現(xiàn)在,我國(guó)科技工作者發(fā)表的關(guān)于林火科學(xué)研究的文章在國(guó)際火災(zāi)研究學(xué)術(shù)期刊和重要國(guó)際會(huì)議上占有率很低。這不僅僅意味著我國(guó)的林火研究在國(guó)際學(xué)術(shù)領(lǐng)域的影響相當(dāng)小,從深層次上更看到了目前我國(guó)相關(guān)研究工作的水平與西方發(fā)達(dá)國(guó)家研究工作的差異。
正如其他應(yīng)用學(xué)科或交叉學(xué)科一樣,有效發(fā)展森林防火科技、確保森林防火的百年大計(jì),需要一個(gè)基礎(chǔ)來(lái)支撐。這個(gè)基礎(chǔ)就是對(duì)于我國(guó)森林火災(zāi)規(guī)律可靠性和系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)。這是未來(lái)建立有效預(yù)防和科學(xué)化的災(zāi)害管理的基石。這一切不但會(huì)反映在諸如學(xué)術(shù)論文和科技專(zhuān)著等出版物中,而且最終都會(huì)體現(xiàn)在防火理念的更新、裝備的發(fā)展以及應(yīng)付緊急狀態(tài)綜合能力的提高。通過(guò)對(duì)林火基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究予以長(zhǎng)期性投人和扶持,確保相關(guān)科研工作的可持續(xù)發(fā)展。這將有利于豐富和發(fā)展我國(guó)森林防火科學(xué),積累人才和技術(shù),也有助于進(jìn)行技術(shù)革新和著手新形勢(shì)下的防火手段的更新和提高,最終建立起我國(guó)獨(dú)特的和現(xiàn)代化的森林火災(zāi)預(yù)防、監(jiān)測(cè)、撲救和善后的完整體系。應(yīng)用基礎(chǔ)研究和產(chǎn)出的關(guān)系在圖1中作了簡(jiǎn)示。
技術(shù)運(yùn)用和儲(chǔ)備對(duì)人才隊(duì)伍的依賴(lài)關(guān)系也提 不言而喻的。正如一個(gè)淺灘撐不起一艘大船,對(duì)于 應(yīng)用性很強(qiáng)、涉及面很寬的工作,明顯需要大批專(zhuān) 業(yè)人才來(lái)實(shí)施。一個(gè)先進(jìn)的科技裝備,不管是引i} 的還是自主開(kāi)發(fā)的,只有擁有一批合格的技術(shù)人員和必要的支持設(shè)施,才能進(jìn)行有效的操作和組護(hù),并把采集的結(jié)果運(yùn)用到工程實(shí)際中去。比如目前呈現(xiàn)的全球性的地理信息資料數(shù)字化趨勢(shì),勃需要大批專(zhuān)業(yè)人員來(lái)完成相關(guān)信息的輸人、更新、分析和與相關(guān)管理決策系統(tǒng)的鏈接。筆者非常贊同在今后若干年內(nèi)通過(guò)吸收和培訓(xùn)各類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才以充實(shí)森林防火科技管理和研究隊(duì)伍。當(dāng)然,這需要通過(guò)組建或擴(kuò)充一些有效的運(yùn)作平臺(tái)以確保這類(lèi)工作有序和高質(zhì)量地實(shí)施。
在國(guó)家林業(yè)局提出的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中,有一個(gè)發(fā)展我國(guó)森林防火科技的戰(zhàn)略構(gòu)想,那就是組建專(zhuān)門(mén)從事林火研究的實(shí)驗(yàn)室to。這是一個(gè)很好的設(shè)想。然而要落實(shí)它,不但要對(duì)建設(shè)過(guò)程中的問(wèn)題有充分的考慮,更要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃。就筆者參與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)歷以及對(duì)公安部四大消防研究所發(fā)展過(guò)程的了解,建一個(gè)重量級(jí)的實(shí)驗(yàn)室不但需要長(zhǎng)期的投人,還需要穩(wěn)定一批科研骨干。另外,由于科研工作的特殊性,真正意義上出成果和產(chǎn)生效益,通常有時(shí)間滯后效應(yīng)。
尋求包括中國(guó)科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的中科院科研單位以及其他高校與防火相關(guān)研究小組的合作,不失為現(xiàn)階段解決工程實(shí)際問(wèn)題的一條可操作捷徑。這些科研部門(mén)通??赡軙?huì)做一些“陽(yáng)春白雪”類(lèi)的工作,然而,通過(guò)溝通和引導(dǎo),完全可以借助于協(xié)作單位的技術(shù)基礎(chǔ)和人力資源,解決火災(zāi)預(yù)防、監(jiān)測(cè)和撲救過(guò)程中面臨的問(wèn)題。國(guó)外在這方面就有成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,如沒(méi)有圍墻的泛歐洲林火實(shí)驗(yàn)室(Eufire Lab)就是一個(gè)跨越整個(gè)歐盟和地中海地區(qū)的“虛擬”研究機(jī)構(gòu)[}z}。從運(yùn)作的狀況來(lái)看,它非常成功地整合和利用了歐盟所屬?lài)?guó)家的若干研究隊(duì)伍的資源和優(yōu)勢(shì),并就與該地區(qū)切身利益相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題和相關(guān)技術(shù)開(kāi)展了實(shí)時(shí)的和卓有成效的工作。
值得一提的是,在具體科研課題的立項(xiàng)和實(shí)施中應(yīng)避免所謂的“淺井”現(xiàn)象[3],即為了追求課題的新穎性而把科研項(xiàng)目的選題鋪得太寬,缺少對(duì)已經(jīng)進(jìn)行的、難度較大科技課題的有力和持續(xù)扶持。有意識(shí)地集中人力和物力資源或通過(guò)納人其他國(guó)家的大型科技發(fā)展專(zhuān)項(xiàng),確保對(duì)一些林火研究中關(guān)鍵性問(wèn)題開(kāi)展有深度的研究,并最終開(kāi)發(fā)出解決問(wèn)題的相關(guān)技術(shù)。這些關(guān)鍵的問(wèn)題應(yīng)包括像林區(qū)和居民點(diǎn)結(jié)合部(交界域)特殊地區(qū)火災(zāi)發(fā)生的規(guī)律、火災(zāi)發(fā)展過(guò)程中的能量輸運(yùn)和諸如飛火、火旋風(fēng)以及樹(shù)冠火在內(nèi)的特殊林火現(xiàn)象等。
2技術(shù)裝備的整合
裝備是技術(shù)性工作的工具和標(biāo)志,也是效率和成功的代名詞。與森林防火事業(yè)相關(guān)的裝備,小到簡(jiǎn)單的撲救工具、救火隊(duì)員的防護(hù)服和面罩以及便攜式通信器械,大到各類(lèi)消防車(chē)輛和運(yùn)載水和噴灑滅火藥劑的飛機(jī),品種繁多。在中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃中對(duì)未來(lái)1}年的裝備補(bǔ)充和更新制定了詳細(xì)的指標(biāo)。
中圖分類(lèi)號(hào):S762.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2012)10-0082-02
森林火災(zāi)是影響范圍大,造成損失巨大,預(yù)防難度大的自然災(zāi)害。影響森林火災(zāi)發(fā)生,發(fā)展的因素眾多,除了風(fēng)速,濕度,降雨,溫度等等自然因素外,人類(lèi)活動(dòng)對(duì)于森林的影響也是發(fā)生森林火災(zāi)重要原因,今年來(lái)很多大型森林火災(zāi)的發(fā)生最直接的原因還是人類(lèi)活動(dòng)用火不善造成的,這為森林火災(zāi)預(yù)防,管理增加了難度。早期的森林防火管理主要依靠政策性宣傳,防火期內(nèi)安排人員巡山,增設(shè)瞭望臺(tái),相關(guān)單位增設(shè)人員值班等等措施來(lái)預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生,隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在原有火災(zāi)管理的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步引入遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù),利用遙感衛(wèi)星可以從高空大范圍監(jiān)測(cè)大面積林區(qū)情況,在發(fā)生森林火災(zāi)后利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)確定火災(zāi)發(fā)生的具置,結(jié)合地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析得出最合理高效的撲救方案,是現(xiàn)代化森林防火管理的發(fā)展趨勢(shì)?,F(xiàn)代化的森林防火管理系統(tǒng)應(yīng)包括:森林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),森林火險(xiǎn)等級(jí)預(yù)報(bào),森林火災(zāi)發(fā)生后蔓延模擬,森林火災(zāi)發(fā)生后損失評(píng)估,對(duì)火災(zāi)撲救的輔助決策等內(nèi)容。
1、森林防火工作中存在的主要問(wèn)題
1.1 火點(diǎn)定位
火點(diǎn)定位目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)依靠衛(wèi)星圖像和GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位,但有時(shí)間間隔,目前民用尚未達(dá)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
1.2 林火蔓延
對(duì)于火災(zāi)蔓延的趨勢(shì)更多依靠經(jīng)驗(yàn),當(dāng)時(shí)風(fēng)速,氣象情況以及火場(chǎng)地形來(lái)判斷,對(duì)于小范圍小規(guī)模林火來(lái)說(shuō)具有實(shí)用性,但大規(guī)模大面積以及突發(fā)性森林火災(zāi)還是需要科學(xué)的林火蔓延模型模擬,得出科學(xué)撲救決策。
2、GIS技術(shù)在森林防火管理中的應(yīng)用
2.1 火點(diǎn)定位
森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)除了依靠傳統(tǒng)的瞭望臺(tái),護(hù)林員巡山等,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)利用衛(wèi)星影像從太空大范圍監(jiān)控林區(qū)。在得到疑似火情火點(diǎn)報(bào)告信息后,指揮管理中心利用GIS地理信息系統(tǒng)迅速定位出準(zhǔn)確地點(diǎn),調(diào)取所屬行政區(qū)劃,離火情點(diǎn)最近的水源道路信息和周邊人員情況等,指示火情點(diǎn)所屬相關(guān)部門(mén)立即前往現(xiàn)場(chǎng)確定火情。
2.2 火災(zāi)決策分析
當(dāng)確認(rèn)森林火災(zāi)發(fā)生后,利用GIS地理信息系統(tǒng)能夠快速掌握火災(zāi)周?chē)那闆r,對(duì)撲火決策提供科學(xué)可靠地指導(dǎo)性數(shù)據(jù)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),利用地理信息系統(tǒng)各類(lèi)專(zhuān)題圖層的空間信息,計(jì)算出離火點(diǎn)最近的水源、道路道路信息、救援隊(duì)伍最短行進(jìn)路徑,離災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)最近村莊、重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象、可能遭受破壞的電線塔等信息。決策者就能根據(jù)系統(tǒng)預(yù)警信息對(duì)滅火工作進(jìn)行部署與指揮-----安排救援隊(duì)伍行進(jìn)路線,附近居民撤離及安置,防火隔離帶的開(kāi)挖準(zhǔn)備等等,為火災(zāi)撲救決策的合理性,高效性提供數(shù)據(jù)支持。
2.3 林火蔓延分析
林火因風(fēng)向、風(fēng)速、地形、植被類(lèi)型和分布情況的不同,出現(xiàn)不同的蔓延形狀。林火的蔓延有一定的規(guī)律,影響林火蔓延的各項(xiàng)因子進(jìn)過(guò)數(shù)學(xué)建模能模擬火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展,預(yù)測(cè)火災(zāi)發(fā)生蔓延的趨勢(shì),因此研究、了解、掌握其基本規(guī)律對(duì)撲救森林火災(zāi)極為重要?;饎?shì)蔓延主要受火災(zāi)地區(qū)每天的最高溫度、中午風(fēng)力、可燃物類(lèi)型、風(fēng)力、坡度、風(fēng)向六大要素影響。運(yùn)用林火蔓延預(yù)測(cè)模型,我們可以做到對(duì)火勢(shì)蔓延趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析,同時(shí)計(jì)算出火頭、火翼、火尾速度以及蔓延面積等數(shù)據(jù)。根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果,系統(tǒng)自動(dòng)生成火場(chǎng)發(fā)展形勢(shì)圖,并通過(guò)GIS技術(shù)直觀而科學(xué)地表現(xiàn)出來(lái),為防火部門(mén)提供一個(gè)輔助決策工具。
幾種常見(jiàn)的林火蔓延模型:
(1)美國(guó)的Rothermel模型,(2)澳大利亞的McArthur模型,(3)加拿大的國(guó)家林火蔓延模型,(4)中國(guó)的王正非林火蔓延模型。
每個(gè)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用都有一定的局限性,不具備完全的準(zhǔn)確性和通用性。特別是用于模型所基于的假定之外的場(chǎng)合時(shí),將會(huì)帶來(lái)很大的誤差。在利用基本模型預(yù)測(cè)森林火災(zāi)發(fā)生的情況時(shí),更多的是結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?,氣候,植被等因子制定符合各地區(qū)的林火蔓延修正模型,這也是利用地理信息系統(tǒng)對(duì)林火管理的重要研究?jī)?nèi)容。在沒(méi)有發(fā)生森林火災(zāi)時(shí)各地區(qū)結(jié)合之前發(fā)生森林火災(zāi)的已有數(shù)據(jù)驗(yàn)證相關(guān)林火蔓延模型,找出適合本地區(qū)適用的修正模型,在森林火災(zāi)發(fā)生后林火蔓延模擬更具可靠性。
2.4 火情態(tài)勢(shì)標(biāo)繪
態(tài)勢(shì)標(biāo)繪即在屏幕地圖的基礎(chǔ)上,標(biāo)繪行動(dòng)和過(guò)程的一種手段,其基本依托為防火符號(hào)庫(kù)和屏幕地圖?;鹎閼B(tài)勢(shì)標(biāo)繪信息按統(tǒng)一格式存檔形成林火勢(shì)態(tài)圖層,達(dá)到火場(chǎng)與指揮中心的信息同步。指揮中心能夠通過(guò)火情態(tài)勢(shì)圖及時(shí)了解當(dāng)前火勢(shì)以及救援情況,為下一步的滅火工作提供依據(jù)。
2.5 火災(zāi)損失評(píng)估
火場(chǎng)損失評(píng)估的研究?jī)?nèi)容是根據(jù)現(xiàn)實(shí)火場(chǎng)數(shù)據(jù)以及森林分布數(shù)據(jù),對(duì)森林火災(zāi)造成的森林損失進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。損失評(píng)估的指標(biāo)很多,包括損失面積,蓄積等等,今后還將融入碳匯損失分析。通過(guò)損失評(píng)估可以及時(shí)快速的森林火災(zāi)災(zāi)后損失評(píng)價(jià),指導(dǎo)災(zāi)后森泰系統(tǒng)重建修復(fù)、火燒跡地清理等工作提供指導(dǎo)。
3、前人的主要研究成果
隨著航空航天遙感技術(shù)、3S集成應(yīng)用技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展,再結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)的管理,為森林防火管理提供了先進(jìn)的手段和技術(shù)條件。美國(guó)和加拿大在林火行為研究、森林火災(zāi)預(yù)防、監(jiān)測(cè)和撲救方面,一直走在世界前列。近年來(lái),計(jì)算機(jī)技術(shù)也正在逐漸向我國(guó)森林防火管理中滲透。我國(guó)森林防火系統(tǒng)的研究已卓有成效,防火工作己逐步由經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)管理型轉(zhuǎn)變,如建立了衛(wèi)星防火監(jiān)測(cè)網(wǎng);開(kāi)發(fā)了地理信息和資源信息系統(tǒng);開(kāi)展森林防火的內(nèi)業(yè)建設(shè):重點(diǎn)進(jìn)行火險(xiǎn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、林火跟蹤定位系統(tǒng)、地理與資源信息系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、通訊信息系統(tǒng)等6個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設(shè);并制定全國(guó)森林火災(zāi)評(píng)估辦法,完成全國(guó)森林火險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃,試驗(yàn)和應(yīng)用飛機(jī)化學(xué)滅火、生物防火等。其中比較成功的有中國(guó)林業(yè)科學(xué)院資源信息所和國(guó)家林業(yè)總局信息中心聯(lián)合開(kāi)發(fā)的森林火災(zāi)管理信息系統(tǒng);北京師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)系開(kāi)發(fā)的西南重點(diǎn)林區(qū)火災(zāi)背景數(shù)據(jù)庫(kù)管理信息系統(tǒng);中國(guó)科技大學(xué)研制的武夷山保護(hù)區(qū)森林防火體系建設(shè)地理信息系統(tǒng)。
4、結(jié)語(yǔ)
科學(xué)的管理森林,及時(shí)有效的預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生,以及火災(zāi)發(fā)生后高效合理制定撲救火災(zāi)方案,減少火災(zāi)帶來(lái)的損失,提高火災(zāi)發(fā)生時(shí)的應(yīng)急能力是森林防火管理的核心內(nèi)容。森林防火預(yù)警系統(tǒng)涉及森林防火理論與模型、GIS和計(jì)算機(jī)等多領(lǐng)域知識(shí),是一個(gè)比較復(fù)雜的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。其中火點(diǎn)定位、火勢(shì)蔓延分析、火災(zāi)周邊分析、損失評(píng)估、三維模型等功能也是今后研究發(fā)展的重點(diǎn),現(xiàn)有研究成果主要針對(duì)特定重點(diǎn)林區(qū)的構(gòu)建,各地區(qū),各林區(qū)管理上較為分散,研究成果沒(méi)有統(tǒng)一共享。目前我國(guó)也沒(méi)有大規(guī)模的全國(guó)性的森林防火管理系統(tǒng),隨著GIS技術(shù)的提高和遙感影像的精度提高,將會(huì)大大促進(jìn)GIS技術(shù)在森林防火管理中的應(yīng)用,如何實(shí)現(xiàn)高效的,準(zhǔn)確的,大規(guī)模,大范圍,實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)將成為今后GIS相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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主管單位:內(nèi)蒙古林業(yè)廳
主辦單位:內(nèi)蒙古林業(yè)科學(xué)研究院
出版周期:季刊
出版地址:呼和浩特市
語(yǔ)
種:中文
開(kāi)
本:大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào):1007-4066
國(guó)內(nèi)刊號(hào):15-1111/S
郵發(fā)代號(hào):16-156
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1972
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù):
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
中圖分類(lèi)號(hào) F326.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2012)11-0170-02
廣德縣系中國(guó)“竹子之鄉(xiāng)”,2010年被授予全省綠化模范縣稱(chēng)號(hào),全國(guó)經(jīng)濟(jì)林示范縣和全國(guó)山區(qū)綜合開(kāi)發(fā)示范縣,是安徽省重點(diǎn)山區(qū)縣。近10年來(lái),每年人工造林2 000 hm2以上,封山育林2 000 hm2,累計(jì)營(yíng)造人工林3萬(wàn)hm2,為形成花卉苗木、用材林、經(jīng)濟(jì)林、竹林四大基地,對(duì)林種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整,竹林、花卉苗木兩大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)具有廣德縣特色,且已開(kāi)發(fā)建成。近幾年來(lái),廣德縣造林綠化發(fā)生了可喜的變化,因?yàn)榱謽I(yè)部門(mén)對(duì)其進(jìn)行了有效地服務(wù)與正確引導(dǎo),一是在職職工、承包經(jīng)營(yíng)大戶等投資造林綠化的比例逐年攀升,造林的投資主體漸趨多元化,這些變化使全縣造林綠化事業(yè)的發(fā)展得到了有力地推動(dòng)。二是造林從被動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng),林種結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐明顯加快,群眾的造林觀念不斷更新。指導(dǎo)科學(xué)發(fā)展,充分發(fā)揮生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三大效益,做好林業(yè)的科學(xué)管理與技術(shù)服務(wù)顯得尤為重要,如何做好這方面的工作,筆者認(rèn)為應(yīng)著重抓好以下幾個(gè)方面。
1 行政管理
1.1 植樹(shù)造林
植樹(shù)造林是林業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,開(kāi)展春季植樹(shù)造林、組織和發(fā)動(dòng)群眾完成年度植樹(shù)造林任務(wù),既是一項(xiàng)行政工作,又是一項(xiàng)業(yè)務(wù)工作,更離不開(kāi)林業(yè)技術(shù)服務(wù),尤其是造林樹(shù)種選擇適當(dāng)與否是整個(gè)造林工作成敗的關(guān)鍵之一[1-2]。廣德縣從1989年開(kāi)始實(shí)施省委“五·八”造林綠化規(guī)劃到1997年全面實(shí)現(xiàn)綠化目標(biāo),共完成造林3萬(wàn)hm2,封山育林4萬(wàn)hm2,基本消滅了宜林荒山。隨后堅(jiān)持實(shí)施造、封、管相結(jié)合的辦法,始終不渝地推進(jìn)造林綠化工程。特別是2002年廣德縣提出“竹業(yè)富民”發(fā)展戰(zhàn)略,組織和動(dòng)員全縣人民大力發(fā)展竹林,每年實(shí)施人工造竹2 000 hm2、擴(kuò)鞭666.67 hm2,僅5年時(shí)間全縣凈增竹林面積1.33萬(wàn)hm2,因竹而綠,因竹而富,因竹而美,已成為廣德縣竹鄉(xiāng)的發(fā)展之道。
1.2 限額采伐
鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)站的一項(xiàng)重要工作是做好采伐許可證的核發(fā)與管理,嚴(yán)格實(shí)行森林采伐限額制度。為了控制森林資源的消耗,使其生長(zhǎng)量大于消耗量,必須堅(jiān)持依法憑證采伐林木的制度,對(duì)采伐額限實(shí)行全額管理,嚴(yán)禁越界采伐、超量采伐、無(wú)證采伐等行為,使限額采伐制度真正落實(shí)在最基層,認(rèn)真做好伐前設(shè)計(jì)、伐中檢查、伐后驗(yàn)收工作,充分發(fā)揮林業(yè)站的管理與監(jiān)督作用。
1.3 林地管理
進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃,協(xié)助政府管好林地,依法加強(qiáng)對(duì)林地的管理和保護(hù),對(duì)依法征、占用林地的單位或個(gè)人做好技術(shù)服務(wù)工作,及時(shí)為他們辦理相關(guān)手續(xù),對(duì)違法占用林地或少批多占林地的行為堅(jiān)持依法制止。全面掌握林地的變化動(dòng)態(tài),積極宣傳和貫徹國(guó)家和地方的有關(guān)林地管理的法規(guī)、政策。
1.4 林地執(zhí)法
以宣傳貫徹國(guó)家和地方有關(guān)林地保護(hù)管理法規(guī)為契機(jī),必須充分發(fā)揮職能作用,嚴(yán)格依法辦事[2],加強(qiáng)野生動(dòng)植物保護(hù),加大對(duì)侵占林地的查處力度。林業(yè)部門(mén)的重要職責(zé)是制止亂捕濫獵野生動(dòng)物和亂砍濫伐林木資源,不斷促進(jìn)野生動(dòng)植物保護(hù)管理和林地管理走上法制化軌道。
1.5 做好山林糾紛的調(diào)解和處理
山林糾紛在重點(diǎn)山區(qū)是常見(jiàn)的事,也是林農(nóng)在生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)過(guò)程中所發(fā)生的矛盾和糾紛,如果處理不好,容易引發(fā)矛盾沖突,進(jìn)而影響林區(qū)的社會(huì)和諧穩(wěn)定,因此不能小看山林糾紛,必須把它當(dāng)作一項(xiàng)重要林業(yè)工作來(lái)抓,林業(yè)部門(mén)要收集有關(guān)林木權(quán)屬、糾紛山場(chǎng)的林地證據(jù)材料,做好爭(zhēng)議雙方的思想工作,模清山林糾紛根源和有關(guān)情況,深入調(diào)查研究,從而及時(shí)調(diào)解糾紛[3-5]。
2 森林資源保護(hù)
首先要抓好林業(yè)有害生物防治工作,應(yīng)及時(shí)提出防治方案,定期短期、中期、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào),對(duì)全縣林業(yè)主要有害生物的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)查。建立健全三大網(wǎng)絡(luò),包括檢疫、防治服務(wù)及測(cè)報(bào),利用目標(biāo)管理責(zé)任制使其得到層層落實(shí),重點(diǎn)抓好松材線蟲(chóng)病和竹林有害生物的防治,走以化學(xué)防治、物理防治和生物防治相結(jié)合,以生態(tài)防治為基礎(chǔ)的全方位綜合治理的路子。特別是一條龍服務(wù)的辦法深受林農(nóng)的歡迎,保證森林醫(yī)院從門(mén)診到處方及提供農(nóng)藥、機(jī)械等全方位服務(wù)。其次是抓好森林防火。預(yù)防為主、積極消滅、廣泛宣傳、依法治火的原則實(shí)施森林防火工作。要運(yùn)用國(guó)家和地方的森林防火、法律、法規(guī),嚴(yán)格執(zhí)行《廣德縣森林防火命令》及縣政府與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)簽訂的《森林防火責(zé)任書(shū)》的規(guī)定和要求,狠抓落實(shí)。全面形成了自防自救、群防群治的森林防火新機(jī)制,落實(shí)各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))村撲滅、督促、管火3支隊(duì)伍,圍繞撲火、管火、用火這個(gè)中心,建立健全縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))二級(jí)森林防火指揮機(jī)構(gòu)[6-7]。
3 送科技下鄉(xiāng)
近幾年來(lái),廣德縣林業(yè)系統(tǒng)所有科技人員接受了專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)培訓(xùn),每年在國(guó)家級(jí)、省級(jí)學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表專(zhuān)業(yè)論文有10余篇;通過(guò)省級(jí)專(zhuān)家評(píng)審的一批重點(diǎn)科技項(xiàng)目有《板栗病蟲(chóng)害綜合防治技術(shù)研究》《安徽省竹類(lèi)資源及主要竹種應(yīng)用前景研究》等??h科技人員通過(guò)多年的技術(shù)服務(wù)已具有較為全面的實(shí)踐知識(shí),除接受專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)外,有的還接受了計(jì)算機(jī)應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)管理等其他專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。林業(yè)部門(mén)科技人員的技術(shù)服務(wù)水平集中反映在林業(yè)部門(mén)服務(wù)水平的高低和服務(wù)作用的大小。為充實(shí)和完善林業(yè)科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò),有效地提高全縣林業(yè)技術(shù)服務(wù)水平和效果,廣德縣堅(jiān)持每年開(kāi)展百名技術(shù)人員送科技下鄉(xiāng)、下基層活動(dòng),科學(xué)防治有害生物、經(jīng)濟(jì)林豐產(chǎn)栽培、良種育苗等適用技術(shù)得到大力推廣。通過(guò)一批示范點(diǎn)建設(shè),建立高效林業(yè)示范點(diǎn)100多個(gè),全縣科技興林水平得到了有力地帶動(dòng)和輻射,并不斷提高。僅2011年,接受輔導(dǎo)超1萬(wàn)戶,下鄉(xiāng)輔導(dǎo)1 000多人次,受訓(xùn)人數(shù)達(dá)5 000多人,舉辦營(yíng)林技術(shù)、有害生物防治、林業(yè)法律法規(guī)、森林防火等各類(lèi)培訓(xùn)班50余期。
4 做好宣傳工作
林業(yè)宣傳事關(guān)林業(yè)全局,事關(guān)林業(yè)興衰。要把加強(qiáng)宣傳作為提高林業(yè)地位、改善林業(yè)工作環(huán)境、引導(dǎo)林業(yè)健康發(fā)展的戰(zhàn)略措施來(lái)抓,林業(yè)服務(wù)工作要與林業(yè)宣傳工作緊密結(jié)合,互創(chuàng)條件,相互促進(jìn),促使林業(yè)宣傳工作上臺(tái)階、上水平,不斷提升林業(yè)的地位,進(jìn)而樹(shù)立良好的林業(yè)對(duì)外形象。
5 參考文獻(xiàn)
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論文摘要:在分析專(zhuān)家系統(tǒng)、智能決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,探討智能決策支持系統(tǒng)在林業(yè)中的應(yīng)用,提出了精確林業(yè)工程智能決策支持系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)框圖及其系統(tǒng)功能。
智能決策支持系統(tǒng)(Intelligent DecisionSupport System,IDSS)的概念最早由Bonczek等人于20世紀(jì)80年代提出[2]。IDSS是在決策支持系統(tǒng)(Decision Support System,DSS)的基礎(chǔ)上集成人工智能(Artificial Intelligence, AI)及專(zhuān)家系統(tǒng)(Expert System,ES)而形成的,其核心思想是將人工智能與其它相關(guān)科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,使DSS具有人工智能,能夠更充分地應(yīng)用人類(lèi)的知識(shí)。IDSS既充分發(fā)揮了專(zhuān)家系統(tǒng)以知識(shí)推理形式解決定性分析問(wèn)題的特點(diǎn),又發(fā)揮了決策支持系統(tǒng)以模型計(jì)算為核心解決定量分析問(wèn)題的特點(diǎn),充分做到了定性和定量分析的有機(jī)結(jié)合,使得解決問(wèn)題的能力和范圍得到一個(gè)大的發(fā)展。
1 決策支持系統(tǒng)及其在林業(yè)中的應(yīng)用
DSS是在20世紀(jì)70年代初由美國(guó)M S ScottMorton首先提出[3],并在80年代迅速發(fā)展起來(lái)的新型計(jì)算科學(xué)。DSS是以管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、控制論和行為科學(xué)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)和信息技術(shù)為手段,針對(duì)半結(jié)構(gòu)化的決策問(wèn)題,支持決策活動(dòng)的具有智能作用的人機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?yàn)闆Q策者提供決策所需的數(shù)據(jù)、信息和背景材料,幫助明確決策目標(biāo)和進(jìn)行問(wèn)題的識(shí)別,建立或修改決策模型,提供各種備選方案,并且對(duì)各種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)選,通過(guò)人機(jī)交互功能進(jìn)行分析、比較和判斷,為正確決策提供必要的支持。
DSS實(shí)質(zhì)上是在管理信息系統(tǒng)和運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,它把管理信息系統(tǒng)和模型輔助決策系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),使得數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理融為一體,提高了輔助決策的能力。它的產(chǎn)生基于以下原因:(1)傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)要靠人來(lái)實(shí)現(xiàn)模型間的聯(lián)合和協(xié)調(diào),解決復(fù)雜的、多模型輔助決策效率低下,而決策支持系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)組織和協(xié)調(diào)多模型的運(yùn)行和數(shù)據(jù)庫(kù)中大量數(shù)據(jù)的存取和處理,達(dá)到更高層次的輔助決策能力;(2)解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的需要。
DSS由3個(gè)系統(tǒng)組成[3],即人機(jī)交互系統(tǒng)(對(duì)話部件)、模型庫(kù)系統(tǒng)(模型部件)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(數(shù)據(jù)部件)。
20世紀(jì)80年代以來(lái),決策支持系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于林業(yè),并在林業(yè)資源與環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林病蟲(chóng)草害防治等領(lǐng)域取得了豐碩的成果。中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院建立了基于Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)[4],包含了森林資源狀況、林業(yè)社會(huì)情況、林業(yè)經(jīng)濟(jì)情況、林業(yè)工程建設(shè)情況、林業(yè)營(yíng)林情況和林業(yè)自然資源等歷史數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)運(yùn)行采用了基于Internet的3層結(jié)構(gòu)模式,即用戶/WEB服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器運(yùn)行模式,可提供數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)查詢、管理和維護(hù)功能,為分析和決策提供支持。
W C Schou等人開(kāi)發(fā)了航空噴霧決策支持系統(tǒng)(Spray Safe Manager,SSM)[5]。我們知道除草劑被普遍用于森林雜草防除,但除草劑脫靶噴霧沉積和漂移是一個(gè)重要的環(huán)境問(wèn)題,因此在清楚噴藥工具對(duì)環(huán)境的影響及作用效果、運(yùn)用效率的前提下,可靠地進(jìn)行除草劑噴灑是必要的。SSM的特點(diǎn)就是將噴霧沉淀和漂移的預(yù)測(cè)與生物反應(yīng)模型融合在一起。該系統(tǒng)包含了一系列除草劑/雜草和除草劑敏感植物霧滴反應(yīng)模型及產(chǎn)量模型。第二代SSM(SSM2)將噴霧沉淀和地理信息系統(tǒng)(GIS)融合在一起,增加了斜坡沉積修正模型和飛行路線確定模型,從而可在真實(shí)的空間背景下區(qū)分噴霧區(qū)邊界和敏感區(qū)域。由于使用者能夠即時(shí)、直觀地“看到”噴霧區(qū)地圖上的圖像及數(shù)據(jù),使得SSM2的模擬更加真實(shí)。
2 智能決策支持系統(tǒng)及其在林業(yè)中的應(yīng)用
2.1 智能決策支持系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)
圖1為智能決策支持系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)[6],其中知識(shí)庫(kù)用來(lái)存放各種規(guī)則集、專(zhuān)家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及其因果關(guān)系;數(shù)據(jù)庫(kù)存放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、決策信息和事實(shí)性知識(shí);模型庫(kù)用來(lái)存放各種決策、預(yù)測(cè)及分析模型;多庫(kù)協(xié)同器從知識(shí)、數(shù)據(jù)、模型、方法等各個(gè)方面為決策服務(wù),協(xié)調(diào)各部分之間的關(guān)系,為管理決策提供多方面、多層次的支持和服務(wù)。
2.2 智能決策支持系統(tǒng)的研究進(jìn)展
隨著Internet/Intranet技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的智能決策支持系統(tǒng)面臨著一些新的問(wèn)題:(1)分析、決策用的數(shù)據(jù)不再集中于一個(gè)物理節(jié)點(diǎn),而是分散到網(wǎng)絡(luò)上的不同節(jié)點(diǎn);(2)分布、決策模型和知識(shí)處理方法也從一臺(tái)機(jī)器上的集中處理,變成在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布或分布加并行的處理方式。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái),人工智能(機(jī)器學(xué)習(xí)、模糊技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))、專(zhuān)家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和Internet/Intranet技術(shù)的發(fā)展為IDSS提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。20世紀(jì)80年代興起的Agent技術(shù)為智能決策支持系統(tǒng)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。Agent是一個(gè)能夠持續(xù)自主駐留、活動(dòng)于真實(shí)的或虛擬的復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境中的問(wèn)題求解實(shí)體[7]。Agent具有相當(dāng)程度的獨(dú)立性、自主性、協(xié)作性、適應(yīng)性和社會(huì)性,并在一定程度上具有人的部分智力。將Agent技術(shù)融合到智能決策支持系統(tǒng)中所集成的基于Agent的智能決策支持系統(tǒng)具有傳統(tǒng)IDSS所沒(méi)有的一些特性:(1)開(kāi)放性。即能夠與外界交互,系統(tǒng)資源不足時(shí)能夠向外界請(qǐng)求幫助,同時(shí)具有對(duì)外提供資源的功能;其二是系統(tǒng)部件的易于增減,保持系統(tǒng)完整而不含多余的計(jì)算過(guò)程。(2)IDSS是分布式的、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的。(3)資源可重復(fù)使用。不但決策程序、決策方法可重復(fù)使用,而且系統(tǒng)資源(決策知識(shí)、決策經(jīng)驗(yàn)、決策模型等)能被不同的決策程序多次調(diào)用。(4)集成群體的經(jīng)驗(yàn)和智能。(5)突破靜態(tài)的程序化決策方式,實(shí)現(xiàn)人機(jī)智能結(jié)合。
目前多Agent技術(shù)已成為人工智能研究的熱點(diǎn)。多Agent系統(tǒng)(Multi-Agents System,MAS)是一個(gè)松散耦合的Agent網(wǎng)絡(luò),這些Agent通過(guò)交互解決超過(guò)單個(gè)Agent的能力或知識(shí)的問(wèn)題。多Agent系統(tǒng)具有如下特征:每個(gè)Agent擁有解決問(wèn)題的不完全的信息或能力;沒(méi)有系統(tǒng)全局控制;數(shù)據(jù)和知識(shí)是分散的;處理是異步的;Agent是異質(zhì)的、分布的;系統(tǒng)是開(kāi)放的。
2.3 智能決策支持系統(tǒng)在林業(yè)中的應(yīng)用
隨著數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、3S與DSS技術(shù)的發(fā)展,以及精確林業(yè)自身發(fā)展的需要,國(guó)內(nèi)外開(kāi)始研究智能決策支持系統(tǒng)在林業(yè)中的應(yīng)用,如防護(hù)林體系建設(shè)、森林防火、變量施肥等。
北京林業(yè)大學(xué)研制出區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)型防護(hù)林體系建設(shè)模式智能決策支持系統(tǒng)[8]。該系統(tǒng)由4個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成:數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理、圖形及圖形庫(kù)管理、模型及模型管理庫(kù)、專(zhuān)家系統(tǒng),并以數(shù)據(jù)及圖形系統(tǒng)為基礎(chǔ),以模型系統(tǒng)為分析手段,以專(zhuān)家系統(tǒng)為智能決策核心,各模塊相對(duì)獨(dú)立,以數(shù)據(jù)管理模塊為中介,組成有機(jī)整體??蓪?shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè)、區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)診斷、土地分類(lèi)及生態(tài)評(píng)價(jià)、林種的水平及立體配置、區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等功能。
東北林業(yè)大學(xué)與黑龍江大興安嶺防火指揮中心課題組通過(guò)3個(gè)階段的研究,建立了基于WEB與3S技術(shù)的森林防火智能決策支持系統(tǒng)[9],實(shí)現(xiàn)了林火數(shù)據(jù)庫(kù)、林火預(yù)防預(yù)報(bào)、林火蔓延模型、撲火指揮決策等方面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理。它包含了森林防火滅火系統(tǒng)中的地形圖繪制,防火機(jī)構(gòu)、歷史火災(zāi)和各種代碼等數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與維護(hù),火點(diǎn)定位、火場(chǎng)蔓延、派兵撲火、清理看守火場(chǎng)和損失評(píng)估等模型的建立,與上下級(jí)單位的數(shù)據(jù)交換,在火災(zāi)發(fā)生前可作出林火預(yù)報(bào)和預(yù)防;當(dāng)林火發(fā)生時(shí),可模擬林火的蔓延,并提供火場(chǎng)定位、派兵、撲火、清理火場(chǎng)、看守火場(chǎng)等輔助決策方案,為指揮員作出正確決策提供參考;火災(zāi)發(fā)生后可作出火災(zāi)損失評(píng)估。
Raymond K Fink等人[10]利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法分析空間土壤肥力、土壤物理性質(zhì)和產(chǎn)量數(shù)據(jù),在可變量施肥系統(tǒng)中利用基于規(guī)則的決策支持工具(DSS4Ag)降低施肥量、增加產(chǎn)量。利用標(biāo)準(zhǔn)的GIS工具將農(nóng)田進(jìn)行網(wǎng)格化,分成10×30 m的矩形方塊。根據(jù)歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)、歷史性質(zhì)數(shù)據(jù)(土壤物理性質(zhì)、土壤化學(xué)性質(zhì)、坡度、地貌等)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,采用CART回歸樹(shù)運(yùn)算法則(Beriman等,1984)確定產(chǎn)量模型,根據(jù)當(dāng)前性質(zhì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格等,按照經(jīng)濟(jì)效益最大的原則確定施肥量的大小(如果施肥費(fèi)用大于增加產(chǎn)量的產(chǎn)值則不予施肥)。從測(cè)試結(jié)果看,采用DSS4Ag系統(tǒng)進(jìn)行變量施肥,產(chǎn)量增加不很明顯,但施肥總量明顯減少,降低了成本,且降低的成本超過(guò)了必要的土壤測(cè)試和變量施肥裝置的花費(fèi),整體經(jīng)濟(jì)效益得到提高。
3 精確林業(yè)智能決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 精確林業(yè)的概念
精確林業(yè)是綜合利用地球空間信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助決策技術(shù)、林業(yè)工程技術(shù)等現(xiàn)代高新科技,建立一體化、數(shù)字化、智能化的現(xiàn)代化林業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系,最大限度地獲得森林的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[10~12]。簡(jiǎn)言之,精確林業(yè)就是實(shí)現(xiàn)以最小資源投入、最小環(huán)境危害獲得最大林業(yè)效益。其中,地球空間信息技術(shù)主要有全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感、數(shù)據(jù)通訊;計(jì)算機(jī)輔助決策技術(shù)主要有管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、專(zhuān)家系統(tǒng)、智能決策支持系統(tǒng);林業(yè)工程技術(shù)主要有林業(yè)機(jī)械自動(dòng)化、森林病蟲(chóng)草害防治、森林土壤類(lèi)型分析、林地適應(yīng)性評(píng)價(jià)、立地類(lèi)型與立地條件分析、林木育種、施肥、林木采伐,等等。精確林業(yè)的研究與發(fā)展有助于我國(guó)人口、資源與環(huán)境方面重大問(wèn)題的解決,有助于林業(yè)資源的高效利用和林業(yè)環(huán)境保護(hù),是發(fā)展林業(yè)的重要途徑。
3.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖
建立GIS和ES集成的精確林業(yè)智能決策支持平臺(tái),可為林業(yè)生產(chǎn)者、管理人員和科技人員提供網(wǎng)絡(luò)化、智能化、形象直觀的信息服務(wù)。根據(jù)歷史上病蟲(chóng)草害發(fā)生情況和森林保護(hù)專(zhuān)家在長(zhǎng)期研究與生產(chǎn)實(shí)踐中獲得的知識(shí),進(jìn)行病蟲(chóng)草害統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)模型和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,建立農(nóng)藥使用技術(shù)專(zhuān)家系統(tǒng),并根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、噴霧目標(biāo)特征和病蟲(chóng)草害防治目標(biāo)閾值,建立智能決策支持系統(tǒng),從而可針對(duì)不同林業(yè)生產(chǎn)情況及病蟲(chóng)草害發(fā)生類(lèi)型、程度等實(shí)際需要確定農(nóng)藥投入的種類(lèi)、數(shù)量等,指導(dǎo)自動(dòng)執(zhí)行變量投入決策,控制可變量噴頭實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域的農(nóng)藥精確定量噴霧,最大程度上杜絕非目標(biāo)農(nóng)藥沉積,減輕環(huán)境污染。同時(shí),病蟲(chóng)草害防治后的一系列數(shù)據(jù)可作為來(lái)年病蟲(chóng)草害預(yù)測(cè)和森林病蟲(chóng)草害防治戰(zhàn)略的儲(chǔ)備參考。
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根據(jù)我們的研究和實(shí)踐,提出精確林業(yè)智能決策支持系統(tǒng)(PFIDSS)的總體設(shè)計(jì)框圖(圖2)。
3.3 系統(tǒng)的功能
(1)GIS數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)包括3個(gè)基本功能:①數(shù)據(jù)獲取。負(fù)責(zé)從外部獲取數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)分類(lèi),重新組合成面向全局的數(shù)據(jù)視圖,從而解決IDSS中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)格式不一致問(wèn)題;②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的內(nèi)部維護(hù)和管理,包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)組織、維護(hù)、分發(fā)等;③信息訪問(wèn)。它屬于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的前端,面向不同種類(lèi)的最終用戶,由系統(tǒng)的各種工具組成。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的最終用戶在這里提供信息、分析數(shù)據(jù)集。
(2)數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,通過(guò)大量的歷史性數(shù)據(jù)分析,從中識(shí)別和提取隱含的、潛在的有用信息,通過(guò)多庫(kù)協(xié)同器,將其分發(fā)給數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、方法庫(kù)管理系統(tǒng)、模型庫(kù)管理系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)。挖掘的主要技術(shù)是空間要素和屬性信息關(guān)聯(lián)的空間數(shù)據(jù)挖掘,它的研究?jī)?nèi)容不僅僅局限于對(duì)地理要素的空間位置和空間關(guān)系的研究,而且還包括對(duì)空間現(xiàn)象(季節(jié)更換、氣象條件)、空間因素(高山、谷地、平原)、空間組成(土壤、地貌、植被、水域)、空間活動(dòng)(水土流失、沙漠侵蝕)等的研究,力求從中揭示出相互影響的內(nèi)在機(jī)制與規(guī)律、空間活動(dòng)(水土流失、沙漠侵蝕)等的研究,力求從中揭示出相互影響的內(nèi)在機(jī)制與規(guī)律。
(3)聯(lián)機(jī)分析處理OLAP是分析各種歷史數(shù)據(jù)的最佳手段,其主要功能是:①提供數(shù)據(jù)的多維概念視圖,可以使用戶從多角度、多側(cè)面來(lái)考察數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù),深入理解數(shù)據(jù)的信息和內(nèi)涵;②快速響應(yīng)用戶請(qǐng)求;③提供強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)、分析、報(bào)表處理功能,進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)。
(4)精確林業(yè)工程系統(tǒng)。執(zhí)行智能決策系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果,如進(jìn)行變量施肥、變量噴霧。國(guó)內(nèi)外智能決策支持系統(tǒng)的研究和應(yīng)用多集中在商業(yè)和工業(yè)企業(yè)管理等領(lǐng)域,而在林業(yè)及生態(tài)系統(tǒng)管理等領(lǐng)域,研制和開(kāi)發(fā)應(yīng)用較少。但有理由相信,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、3S技術(shù)、信息技術(shù)、林業(yè)工程技術(shù)的發(fā)展以及林業(yè)現(xiàn)代化管理水平的提高,精確林業(yè)智能決策支持系統(tǒng)的研究和應(yīng)用會(huì)不斷得到發(fā)展并走向成熟。
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一、 引言
每個(gè)項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)的成果都會(huì)對(duì)建筑施工企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)產(chǎn)生很大的影響,大的項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)的狀況甚至影響到企業(yè)的發(fā)展,項(xiàng)目管理中注重盈利模式是項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。因此如何更合理的調(diào)配項(xiàng)目資源和如何創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值才是項(xiàng)目管理的終極目標(biāo)。項(xiàng)目的盈利模式可分為開(kāi)源節(jié)流和風(fēng)險(xiǎn)控制兩個(gè)方面,即增加項(xiàng)目收入和項(xiàng)目成本控制以及對(duì)項(xiàng)目可能的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制。
二、 增加項(xiàng)目收入
一般情況下項(xiàng)目的合同簽定后,項(xiàng)目的初始收入就基本上確定下來(lái)了,如何在實(shí)施過(guò)程中增加項(xiàng)目的收入對(duì)于項(xiàng)目執(zhí)行者來(lái)講是個(gè)比較困難的課題。最基本的方法是從項(xiàng)目實(shí)施階段的變更管理,索賠管理兩方面增加項(xiàng)目收入,下面我們就從這兩方面進(jìn)一步探討。
2.1項(xiàng)目變更
所謂項(xiàng)目變更是指在工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,按照合同約定的程序?qū)Σ糠只蛉抗こ淘诓牧稀⒐に?、功能、?gòu)造、尺寸、技術(shù)指標(biāo)、工程數(shù)量及施工方法等方面做出的改變。在實(shí)施階段,我們的合同管理部門(mén)和工程技術(shù)部門(mén)在項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)層的領(lǐng)導(dǎo)下需要緊密合作,在項(xiàng)目前期策劃中就需要對(duì)項(xiàng)目的所有可能存在的變更的項(xiàng)目進(jìn)行策劃,在實(shí)施過(guò)程中根據(jù)策劃有根據(jù)的對(duì)工程師、業(yè)主和設(shè)計(jì)人員的相關(guān)人員溝通,使得他們能夠同意施工方提出的變更,使得工程項(xiàng)目建設(shè)更加科學(xué)、合理,能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)增值,也能使施工方的項(xiàng)目收入增加,成本降低。
在項(xiàng)目實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中,工程技術(shù)部門(mén)多注重技術(shù)而忽視合同管理和成本管理,主要原因是工程技術(shù)部門(mén)的人員缺乏對(duì)成本的注重,因此建議施工企業(yè)在注重合同管理人員的合同意識(shí)和能力培養(yǎng)的同時(shí)也提高工程技術(shù)管理人員,特別是主要的工程技術(shù)管理人員的合同意識(shí)培養(yǎng)。
2.2索賠
建設(shè)工程索賠通常是指在工程合同履行過(guò)程中,合同當(dāng)事人一方因?qū)Ψ讲宦男谢蛭茨苷_履行合同或者由于其他非自身因素而受到經(jīng)濟(jì)損失或權(quán)利損害,通過(guò)合同規(guī)定的程序向?qū)Ψ教岢鼋?jīng)濟(jì)或時(shí)間補(bǔ)償要求的行為。
首先,需要對(duì)全部的項(xiàng)目執(zhí)行者進(jìn)行索賠的意識(shí)培訓(xùn),提高項(xiàng)目參與者的合同意識(shí)和索賠意識(shí),使得在工程實(shí)施過(guò)程中能夠發(fā)現(xiàn)索賠的項(xiàng)目,收集索賠的相關(guān)證據(jù)(不見(jiàn)得收集的證據(jù)都是有用的證據(jù)),為工程索賠提供基礎(chǔ)資料。
其次主要的項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者和主要負(fù)責(zé)人在前期合同分析中,針對(duì)本工程的特點(diǎn),提出可能出現(xiàn)索賠的部位、項(xiàng)目、或者時(shí)間,在合同執(zhí)行過(guò)程中及時(shí)的跟蹤信息,把握項(xiàng)目進(jìn)展,能夠?qū)Πl(fā)生的索賠事件第一時(shí)間作出反應(yīng)。
第三,需要有專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行索賠工作,因?yàn)樗髻r工作在工程實(shí)施中極其重要,在現(xiàn)今的工程項(xiàng)目建設(shè)中不可能不發(fā)生索賠事件,特別是我們的大型水利水電建設(shè)工程。并且索賠事件不僅針對(duì)業(yè)主,還有保險(xiǎn)公司的理賠(理賠也是索賠的一種),索賠產(chǎn)生的效益來(lái)比增加相關(guān)專(zhuān)門(mén)的人員產(chǎn)生的成本那絕對(duì)是數(shù)量級(jí)的倍數(shù)關(guān)系,如今因?yàn)閲?guó)家大力進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)的投資,工程項(xiàng)目增多,很多企業(yè)的人員短缺,導(dǎo)致在工程索賠方面人員配置不足,導(dǎo)致索賠工作不能正常開(kāi)展,使得項(xiàng)目的增收不能更好的實(shí)現(xiàn)。
三、 建筑工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理
在項(xiàng)目實(shí)踐中,項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)有很多方面,合同風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等,建立科學(xué)經(jīng)營(yíng)決策機(jī)制,嚴(yán)格遵守相關(guān)的法律法規(guī),提高施工管理的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),加強(qiáng)在施工過(guò)程中的管理措施,減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生是降低建設(shè)工程成本,提高效益的有效措施。項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該預(yù)先對(duì)項(xiàng)目中的安全風(fēng)險(xiǎn)突出、技術(shù)復(fù)雜、投入較大的項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)的分析和論證,對(duì)可預(yù)見(jiàn)以及不可預(yù)見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)逐項(xiàng)進(jìn)行分析研究。項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)當(dāng)避免武斷,采用科學(xué)決策。要重視各部門(mén)及施工隊(duì)的建議和意見(jiàn),確保決策的科學(xué)性、民主性、合理性,最大限度地避免施工過(guò)程中可測(cè)與不可測(cè)的各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)。下面我們探討合同風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)管理。
3.1合同風(fēng)險(xiǎn)
項(xiàng)目在實(shí)施階段已經(jīng)對(duì)于簽定階段的風(fēng)險(xiǎn)屬于“沉沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)”,如何在實(shí)施階段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的化解成為最重要的課題。雖然在合同簽定階段雙方都會(huì)力爭(zhēng)使得合同完善,但是仍然難免疏漏,通過(guò)我們?cè)趯?shí)施階段的合同分析找出漏洞,可以為索賠提供理由和根據(jù)。同時(shí)根據(jù)不同的工程合同、其風(fēng)險(xiǎn)的來(lái)源和風(fēng)險(xiǎn)量的大小不同,采取相應(yīng)的對(duì)策以降低項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。并在項(xiàng)目實(shí)施階段運(yùn)用項(xiàng)目參與者的知識(shí)與智慧,積極的參與項(xiàng)目變更管理,化解項(xiàng)目的合同風(fēng)險(xiǎn)。
3.2技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)
目前水電開(kāi)發(fā)正向高山、峽谷發(fā)展,工程的環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)以前施工經(jīng)驗(yàn)中沒(méi)有遇到的施工難度,因此工程技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)有增無(wú)減。保證施工中能按科學(xué)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)律要求,確保正常施工程序進(jìn)行成為關(guān)鍵。通過(guò)技術(shù)管理,不斷提高企業(yè)管理水平和員工技術(shù)業(yè)務(wù)水平,從而能預(yù)見(jiàn)性地發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題,把技術(shù)和質(zhì)量事故隱患消滅在萌芽之中,保證工程施工質(zhì)量。能充分發(fā)揮施工人員及材料、設(shè)備的潛力,在保證工程質(zhì)量的前提下,努力降低工程成本,提高經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在有可能的條件下針對(duì)存在的特別重大的技術(shù)難題邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的研究機(jī)構(gòu)和大中專(zhuān)院校參與解決,為項(xiàng)目建設(shè)增值服務(wù),同時(shí)可以化解項(xiàng)目施工的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
3.3工程環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)
工程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要包括:自然災(zāi)害、地質(zhì)條件和水文條件、氣象條件和森林防火等風(fēng)險(xiǎn)因素,為了化解風(fēng)險(xiǎn),我們針對(duì)不同的情況采取不同的措施。
自然災(zāi)害:為了降低自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn),首先要根據(jù)工程所處的環(huán)境進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià),將可能出現(xiàn)的自然災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的大小,在起始階段就避讓可能發(fā)生災(zāi)害的位置,比如修建營(yíng)地的時(shí)候要先勘查是否存在發(fā)生崩塌、泥石流等災(zāi)害的可能。其次采用投保保險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁一部分風(fēng)險(xiǎn),在萬(wàn)一發(fā)生災(zāi)害的時(shí)候?qū)?zāi)害損失的可以獲得一定的補(bǔ)償。
地質(zhì)條件、水文條件和:在項(xiàng)目前期策劃中要對(duì)業(yè)主提供的地質(zhì)條件、水文條件和氣象條件進(jìn)行認(rèn)真的分析,同時(shí)自行收集此類(lèi)資料,如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際的情況與業(yè)主提供條件不同,給我方造成損失的可以進(jìn)行變更和索賠。
森林防火:是水電工程向深山、密林的地方發(fā)展,我們的水電工程大部分處理國(guó)家保護(hù)的林區(qū),隨著國(guó)家對(duì)于環(huán)境的日益重視,我們施工中的森林防火問(wèn)題日漸突出,稍有不慎則會(huì)給企業(yè)帶來(lái)直接的火災(zāi)損失和巨額的罰款。因此所有的處于林區(qū)的施工項(xiàng)目森林防火是重中之中,很多人認(rèn)識(shí)不到這一問(wèn)題,造成巨額損失的很多。
四、結(jié)束語(yǔ)
目前已經(jīng)進(jìn)入了后水電時(shí)代,水電工程的利潤(rùn)已經(jīng)非常的微薄,在項(xiàng)目管理中如何運(yùn)用項(xiàng)目管理的有效手段,增加項(xiàng)目的盈利能力是每個(gè)項(xiàng)目管理者都必須要認(rèn)真思考的問(wèn)題,希望本文能給管理者們提供一定的借鑒作用。
三界林場(chǎng)地處江淮分水嶺滁州市境內(nèi),位于104國(guó)道旁。地理位置是東經(jīng)118°12′,北緯32°97′,海拔62.8m。全年氣候溫和,四季分明,夏季多雨水,冬季較干燥,屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候區(qū)。土壤多為角斑巖發(fā)育而成的普通黃棕壤和部分下屬系黃土母質(zhì)發(fā)育而成的黏盤(pán)黃棕壤。其中普通黃棕壤土層淺,石礫多,肥力較差。植被以落葉闊葉林為主,多為馬尾松、黑松純林,少量混交林。林區(qū)內(nèi)道路縱橫交錯(cuò),更有津滬鐵路、蚌寧高速公路穿插其間,交通極為便利。
1森林資源現(xiàn)狀
根據(jù)1999年二類(lèi)森林資源清查及2008年資源統(tǒng)計(jì)資料顯示。全場(chǎng)總經(jīng)營(yíng)面積2 823.4hm2,林業(yè)用地2 049.1hm2,有林地1 827.9hm2。其中公益林1 387.1hm2,用材林662hm2。非本場(chǎng)經(jīng)營(yíng)面積774.2hm2。森林覆蓋率為64.7%,活立木蓄積為14.561 8萬(wàn)立方米。其中松類(lèi)為12.562萬(wàn)立方米,占總蓄積的96.6%,硬闊2 876m3,占總蓄積的1.9%。
2存在的問(wèn)題
2.1林政管理力度問(wèn)題
從以上數(shù)據(jù)可以看出,場(chǎng)內(nèi)可用于營(yíng)林生產(chǎn)的林地僅占總面積的72.5%。長(zhǎng)期以來(lái),由于林政管理力度及一些歷史遺留問(wèn)題,致使宜林荒山荒地長(zhǎng)期閑置,未能及時(shí)造林,森林覆蓋率較低。未能充分發(fā)揮林地生產(chǎn)力,再加上近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,一些國(guó)家建設(shè)征占林地,林區(qū)周?chē)习傩諝Я珠_(kāi)荒,牲畜破壞等都直接影響著林業(yè)用地給場(chǎng)內(nèi)的發(fā)展帶來(lái)不利。
2.2林種結(jié)構(gòu)不合理,樹(shù)種單一,林分質(zhì)量差
自1953年建場(chǎng)以來(lái),多營(yíng)造馬尾松純林和黑松純林。由于純林的易致病性,使馬尾松毛蟲(chóng)不斷蔓延,擴(kuò)大。再加上近幾年松材線蟲(chóng)病,人工林整齊的林相已遭破壞,有的甚至出現(xiàn)疏林地,大片的林中空地。同時(shí)單一的樹(shù)種結(jié)構(gòu)也不利于森林防火。雖然近幾年來(lái)也進(jìn)行了一些混交造林(如馬尾松、木荷2∶1混交,馬尾松、烏桕塊狀混交),但是由于沒(méi)有找到適合的混交樹(shù)種,導(dǎo)致其生長(zhǎng)不理想、整體林分質(zhì)量較差。
2.3可采伐利用的森林資源少
自從2004年區(qū)劃公益林以后,公益林的面積占全場(chǎng)林業(yè)用地的67.7%,場(chǎng)內(nèi)可采伐利用的森林僅為662hm2,而這其中還包括未成林地等。這就要依法放活、集約經(jīng)營(yíng),最大限度地發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。且公益林的更新采伐要40年,這期間只能進(jìn)行少量的撫育間伐導(dǎo)致全場(chǎng)職工人均占有量嚴(yán)重不足。
3發(fā)展對(duì)策
3.1強(qiáng)化林政管理,加大森林保護(hù)力度
森林保護(hù)一直以來(lái)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。就森林保護(hù)而言,它不是單一的保護(hù)問(wèn)題,而是需要積極營(yíng)造良好的林區(qū)環(huán)境。而長(zhǎng)期以來(lái)林政管理都是各管一片,沒(méi)達(dá)到統(tǒng)一,特別是近幾年受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使,毀林開(kāi)荒,林權(quán)爭(zhēng)議越來(lái)越強(qiáng)烈。因此,應(yīng)首先加大宣傳力度,普及森林法知識(shí),讓群眾了解防火護(hù)林的重要性。其次,建立嚴(yán)格的責(zé)任追究制,獎(jiǎng)懲分明。由護(hù)林員負(fù)責(zé)分管林區(qū)的森林保護(hù)工作,主任、副場(chǎng)長(zhǎng)層層監(jiān)督。切實(shí)落實(shí)各項(xiàng)工作,不要流于形式。此外,更重要的是不斷提高護(hù)林隊(duì)伍素質(zhì),切實(shí)做好與其他單位或者個(gè)人的溝通協(xié)調(diào)工作,把問(wèn)題解決在萌芽狀態(tài)。
3.2加強(qiáng)低產(chǎn)林改造,逐步提高林分質(zhì)量
在林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)中,對(duì)那些沒(méi)有發(fā)展前途的低產(chǎn)林應(yīng)積極申報(bào),將其砍伐,重新造林。而對(duì)于生產(chǎn)力較低的中幼林可結(jié)合透光伐、衛(wèi)生伐等撫育措施來(lái)改變林內(nèi)生長(zhǎng)環(huán)境,促進(jìn)其生長(zhǎng)量的提高。如果條件允許,可對(duì)一些經(jīng)濟(jì)林進(jìn)行中耕施肥,同步提高林木蓄積量。對(duì)于感病的林分應(yīng)及時(shí)藥物防治,嚴(yán)重的及時(shí)清除,不留隱患。
3.3調(diào)整林分結(jié)構(gòu),大力營(yíng)造混交林
論文摘要:介紹了數(shù)據(jù)融合技術(shù)的基本概念和內(nèi)容,分析了該技術(shù)在森林防火、森林蓄積特征的估計(jì)和更新、森林資源調(diào)查等方面的應(yīng)用,提出該技術(shù)可應(yīng)用于木材無(wú)損檢測(cè)及精確林業(yè)。融合機(jī)器視覺(jué)、X射線等單一傳感器技術(shù)檢測(cè)木材及木制品,可以更準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)檢測(cè)出木材的各種缺陷;集成GPS、GIS、RS及各種實(shí)時(shí)傳感器信息,利用智能決策支持系統(tǒng)以及可變量技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)基于自然界生物及其賴(lài)以生存的環(huán)境資源的時(shí)空變異性的客觀現(xiàn)實(shí),建立基于信息流融合的精確林業(yè)系統(tǒng)。
多傳感器融合系統(tǒng)由于具有較高的可靠性和魯棒性,較寬的時(shí)間和空間的觀測(cè)范圍,較強(qiáng)的數(shù)據(jù)可信度和分辨能力,已廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天、交通管制、機(jī)器人、海洋監(jiān)視和管理、目標(biāo)跟蹤和慣性導(dǎo)航等領(lǐng)域[1,2]。筆者在分析數(shù)據(jù)融合技術(shù)概念和內(nèi)容的基礎(chǔ)上,對(duì)該技術(shù)在林業(yè)工程中的應(yīng)用及前景進(jìn)行了綜述。
1 數(shù)據(jù)融合
1.1 概念的提出
1973年,數(shù)據(jù)融合技術(shù)在美國(guó)國(guó)防部資助開(kāi)發(fā)的聲納信號(hào)理解系統(tǒng)中得到了最早的體現(xiàn)。70年代末,在公開(kāi)的技術(shù)文獻(xiàn)中開(kāi)始出現(xiàn)基于多系統(tǒng)的信息整合意義的融合技術(shù)。1984年美國(guó)國(guó)防部數(shù)據(jù)融合小組(DFS)定義數(shù)據(jù)融合為:“對(duì)多源的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行多方的關(guān)聯(lián)、相關(guān)和綜合處理,以更好地進(jìn)行定位與估計(jì),并完全能對(duì)態(tài)勢(shì)及帶來(lái)的威脅進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估”。
1998年1月,Buchroithner和Wald重新定義了數(shù)據(jù)融合:“數(shù)據(jù)融合是一種規(guī)范框架,這個(gè)框架里人們闡明如何使用特定的手段和工具來(lái)整合來(lái)自不同渠道的數(shù)據(jù),以獲得實(shí)際需要的信息”。
Wald定義的數(shù)據(jù)融合的概念原理中,強(qiáng)調(diào)以質(zhì)量作為數(shù)據(jù)融合的明確目標(biāo),這正是很多關(guān)于數(shù)據(jù)融合的文獻(xiàn)中忽略但又是非常重要的方面。這里的“質(zhì)量”指經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)融合后獲得的信息對(duì)用戶而言較融合前具有更高的滿意度,如可改善分類(lèi)精度,獲得更有效、更相關(guān)的信息,甚至可更好地用于開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的資金、人力資源等[3]。
1.2 基本內(nèi)容
信息融合是生物系統(tǒng)所具備的一個(gè)基本功能,人類(lèi)本能地將各感官獲得的信息與先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行綜合,對(duì)周?chē)h(huán)境和發(fā)生的事件做出估計(jì)和判斷。當(dāng)運(yùn)用各種現(xiàn)代信息處理方法,通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)這一功能時(shí),就形成了數(shù)據(jù)融合技術(shù)。
數(shù)據(jù)融合就是充分利用多傳感器資源,通過(guò)對(duì)這些多傳感器及觀測(cè)信息的合理支配和使用,把多傳感器在空間或時(shí)間上的冗余或互補(bǔ)信息依據(jù)某些準(zhǔn)則進(jìn)行組合,以獲得被測(cè)對(duì)象的一致性解釋或描述。數(shù)據(jù)融合的內(nèi)容主要包括:
(1)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。確定來(lái)自多傳感器的數(shù)據(jù)反映的是否是同源目標(biāo)。
(2)多傳感器ID/軌跡估計(jì)。假設(shè)多傳感器的報(bào)告反映的是同源目標(biāo),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合,改進(jìn)對(duì)該目標(biāo)的估計(jì),或?qū)φ麄€(gè)當(dāng)前或未來(lái)情況的估計(jì)。
(3)采集管理。給定傳感器環(huán)境的一種認(rèn)識(shí)狀態(tài),通過(guò)分配多個(gè)信息捕獲和處理源,最大限度地發(fā)揮其性能,從而使其操作成本降到最低。傳感器的數(shù)據(jù)融合功能主要包括多傳感器的目標(biāo)探測(cè)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、跟蹤與識(shí)別、情況評(píng)估和預(yù)測(cè)[4]。
根據(jù)融合系統(tǒng)所處理的信息層次,目前常將信息融合系統(tǒng)劃分為3個(gè)層次:
(l)數(shù)據(jù)層融合。直接將各傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)后,送入融合中心,完成對(duì)被測(cè)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)。其優(yōu)點(diǎn)是保持了盡可能多的原始信號(hào)信息,但是該種融合處理的信息量大、速度慢、實(shí)時(shí)性差,通常只用于數(shù)據(jù)之間配準(zhǔn)精度較高的圖像處理。
(2)特征層融合。從原始數(shù)據(jù)中提取特征,進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和歸一化等處理后,送入融合中心進(jìn)行分析與綜合,完成對(duì)被測(cè)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)。這種融合既保留了足夠數(shù)量的原始信息,又實(shí)現(xiàn)了一定的數(shù)據(jù)壓縮,有利于實(shí)時(shí)處理,而且由于在特征提取方面有許多成果可以借鑒,所以特征層融合是目前應(yīng)用較多的一種技術(shù)。但是該技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)健性和系統(tǒng)的容錯(cuò)性與可靠性有待進(jìn)一步改善。
(3)決策層融合。首先每一傳感器分別獨(dú)立地完成特征提取和決策等任務(wù),然后進(jìn)行關(guān)聯(lián),再送入融合中心處理。這種方法的實(shí)質(zhì)是根據(jù)一定的準(zhǔn)則和每個(gè)決策的可信度做出最優(yōu)的決策。其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)通訊量小、實(shí)時(shí)性好,可以處理非同步信息,能有效地融合不同類(lèi)型的信息。而且在一個(gè)或幾個(gè)傳感器失效時(shí),系統(tǒng)仍能繼續(xù)工作,具有良好的容錯(cuò)性,系統(tǒng)可靠性高,因此是目前信息融合研究的一個(gè)熱點(diǎn)。但是這種技術(shù)也有不足,如原始信息的損失、被測(cè)對(duì)象的時(shí)變特征、先驗(yàn)知識(shí)的獲取困難,以及知識(shí)庫(kù)的巨量特性等[5,6]。
1.3 處理模型
美國(guó)數(shù)據(jù)融合工作小組提出的數(shù)據(jù)融合處理模型[7],當(dāng)時(shí)僅應(yīng)用于軍事方面,但該模型對(duì)人們理解數(shù)據(jù)融合的基本概念有重要意義。模型每個(gè)模塊的基本功能如下:
數(shù)據(jù)源。包括傳感器及其相關(guān)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫(kù)和人的先驗(yàn)知識(shí)等)。
源數(shù)據(jù)預(yù)處理。進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)篩選和數(shù)據(jù)分配,以減輕融合中心的計(jì)算負(fù)擔(dān),有時(shí)需要為融合中心提供最重要的數(shù)據(jù)。目標(biāo)評(píng)估。融合目標(biāo)的位置、速度、身份等參數(shù),以達(dá)到對(duì)這些參數(shù)的精確表達(dá)。主要包括數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、跟蹤和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、辨識(shí)。
態(tài)勢(shì)評(píng)估。根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境推斷出檢測(cè)目標(biāo)與事件之間的關(guān)系,以判斷檢測(cè)目標(biāo)的意圖。威脅評(píng)估。結(jié)合當(dāng)前的態(tài)勢(shì)判斷對(duì)方的威脅程度和敵我雙方的攻擊能力等,這一過(guò)程應(yīng)同時(shí)考慮當(dāng)前的政治環(huán)境和對(duì)敵策略等因素,所以較為困難。
處理過(guò)程評(píng)估。監(jiān)視系統(tǒng)的性能,辨識(shí)改善性能所需的數(shù)據(jù),進(jìn)行傳感器資源的合理配置。人機(jī)接口。提供人與計(jì)算機(jī)間的交互功能,如人工操作員的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)、多媒體功能等。
2 多傳感器在林業(yè)中的應(yīng)用
2.1 在森林防火中的應(yīng)用
在用MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)數(shù)據(jù)測(cè)定森林火點(diǎn)時(shí)的20、22、23波段的傳感器輻射值已達(dá)飽和狀態(tài),用一般圖像增強(qiáng)處理方法探測(cè)燃燒區(qū)火點(diǎn)的結(jié)果不理想。余啟剛運(yùn)用數(shù)據(jù)融合技術(shù),在空間分辨率為1 000 m的熱輻射通道的數(shù)據(jù)外加入空間分辨率為250 m的可見(jiàn)光通道的數(shù)據(jù),較好地進(jìn)行了不同空間分辨率信息的數(shù)據(jù)融合,大大提高了對(duì)火點(diǎn)位置的判斷準(zhǔn)確度[8]。為進(jìn)一步提高衛(wèi)星光譜圖像數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性與可靠性,利用原有森林防火用的林區(qū)紅外探測(cè)器網(wǎng),將其與衛(wèi)星光譜圖像數(shù)據(jù)融合,可以使計(jì)算機(jī)獲得GPS接收機(jī)輸出的有關(guān)信息通過(guò)與RS實(shí)現(xiàn)高效互補(bǔ)性融合,從而彌補(bǔ)衛(wèi)星圖譜不理想的缺失區(qū)數(shù)據(jù)信息,大大提高燃燒區(qū)火點(diǎn)信息準(zhǔn)確度和敏感性。
2.2 森林蓄積特征的估計(jì)
Hampus Holmstrom等在瑞典南部的試驗(yàn)區(qū)將SPOT-4×S衛(wèi)星數(shù)據(jù)和CARABAS-II VHFSAR傳感器的雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行了融合,采用KNN(k nearest neighbor )方法對(duì)森林的蓄積特征(林分蓄積、樹(shù)種組成與年齡)進(jìn)行了估計(jì)[9]。
KNN方法就是采用目標(biāo)樣地鄰近k個(gè)(k=10)最近樣地的加權(quán)來(lái)估計(jì)目標(biāo)樣地的森林特征。研究者應(yīng)用衛(wèi)星光譜數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)融合技術(shù)對(duì)試驗(yàn)區(qū)的不同林分的蓄積特征進(jìn)行估計(jì),并對(duì)三種不同的數(shù)據(jù)方法進(jìn)行誤差分析。試驗(yàn)表明,融合后的數(shù)據(jù)作出的估計(jì)比單一的衛(wèi)星數(shù)據(jù)或雷達(dá)數(shù)據(jù)的精度高且穩(wěn)定性好。
2.3 用非垂直航空攝像數(shù)據(jù)融合GIS信息更新調(diào)查數(shù)據(jù)
森林資源調(diào)查是掌握森林資源現(xiàn)狀與變化的調(diào)查方法,一般以地面調(diào)查的方法為主,我國(guó)5年復(fù)查一次。由于森林資源調(diào)查的工作量巨大,且要花費(fèi)大量的人力、物力和資金。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都在探索航空、航天的遙感調(diào)查與估計(jì)方法。
Trevor J Davis等2002年提出采用非垂直的航空攝影數(shù)據(jù)融合對(duì)應(yīng)的GIS數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)森林調(diào)查數(shù)據(jù)的快速更新,認(rèn)為對(duì)森林資源整體而言,僅某些特殊地區(qū)的資源數(shù)據(jù)需要更新。在直升飛機(jī)側(cè)面裝上可視的數(shù)字?jǐn)z像裝置,利用GPS對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定位,對(duì)特殊地區(qū)的攝像進(jìn)行拍攝,同時(shí)與對(duì)應(yīng)的GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,做出資源變化的估計(jì)或影像的修正[10]。
試驗(yàn)表明,融合后的數(shù)據(jù)可以同高分辨率矯正圖像相比,該方法花費(fèi)少,精度高,能充分利用影像的可視性,應(yīng)用于偏遠(yuǎn)、地形復(fù)雜、不易操作、成本高的區(qū)域,同時(shí)可避免遙感圖像受云層遮蓋。
3 數(shù)據(jù)融合在林業(yè)中的應(yīng)用展望
3.1 在木材檢測(cè)中的應(yīng)用
3.1.1 木材缺陷及其影響
木材是天然生長(zhǎng)的有機(jī)體,生長(zhǎng)過(guò)程中不可避免地有尖削度、彎曲度、節(jié)子等生長(zhǎng)缺陷,這些缺陷極大地影響了木材及其制品的優(yōu)良特性,以及木材的使用率、強(qiáng)度、外觀質(zhì)量,并限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。在傳統(tǒng)木制品生產(chǎn)過(guò)程中,主要依靠人的肉眼來(lái)識(shí)別木材缺陷,而木材板材表面缺陷在大小、形狀和色澤上都有較大的差異,且受木材紋理的影響,識(shí)別起來(lái)非常困難,勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低,同時(shí)由于熟練程度、標(biāo)準(zhǔn)掌握等人為因素,可能造成較大的誤差。另外在集成材加工中,板材缺陷的非雙面識(shí)別嚴(yán)重影響了生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。因此必須開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)Π宀碾p面缺陷進(jìn)行在線識(shí)別和自動(dòng)剔除技術(shù),以解決集成材加工中節(jié)子人工識(shí)別誤差大、難以實(shí)現(xiàn)雙面識(shí)別、剔除機(jī)械調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。
3.1.2 單一傳感器在木材檢測(cè)中的應(yīng)用
對(duì)木材及人造板進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的方法很多,如超聲波、微波、射線、機(jī)械應(yīng)力、震動(dòng)、沖擊應(yīng)力波、快速傅立葉變換分析等檢測(cè)方法[11,12]。超聲技術(shù)在木材工業(yè)中的應(yīng)用研究主要集中在研究聲波與木材種類(lèi)、木材結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系、木材結(jié)構(gòu)及缺陷分析、膠的固化過(guò)程分析等[13]。
隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展,人們也將視覺(jué)傳感器應(yīng)用于木材檢測(cè)中。新西蘭科學(xué)家用視頻傳感器研究和測(cè)量了紙漿中的纖維橫切面的寬度、厚度、壁面積、壁厚度、腔比率、壁比率等,同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量單個(gè)纖維和全部纖維的幾何尺寸及其變化趨勢(shì),能夠區(qū)分不同紙漿類(lèi)型,測(cè)定木材纖維材料加固結(jié)合力,并動(dòng)態(tài)地觀察木材纖維在材料中的結(jié)合機(jī)理。
新西蘭的基于視覺(jué)傳感器的板材缺陷識(shí)別的軟件已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化,該軟件利用數(shù)碼相機(jī)或激光掃描儀采集板材的圖像,自動(dòng)識(shí)別板材節(jié)子和缺陷的位置,控制板材的加工。該軟件還具有進(jìn)行原木三維模型真實(shí)再現(xiàn)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別功能,利用激光掃描儀自動(dòng)采集原木的三維幾何數(shù)據(jù)。
美國(guó)林產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)木材刨花的尺寸大小進(jìn)行分級(jí),確定各種刨花在板中的比例和刨花的排列方向;日本京都大學(xué)基于視覺(jué)傳感器進(jìn)行了定向刨花板內(nèi)刨花定向程度的檢測(cè),從而可以通過(guò)調(diào)整定向鋪裝設(shè)備優(yōu)化刨花的排列方向來(lái)提高定向刨花板的強(qiáng)度。
在制材加工過(guò)程中,利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)原木的形狀及尺寸,選擇最佳下鋸方法,提高原木的出材率。同時(shí)可對(duì)鋸材的質(zhì)量進(jìn)行分級(jí),實(shí)現(xiàn)木材的優(yōu)化使用;在膠合板的生產(chǎn)過(guò)程中,利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)單板上的各種缺陷,實(shí)現(xiàn)單板的智能和自動(dòng)剪切,并可測(cè)量在剪切過(guò)程中的單板破損率,對(duì)單板進(jìn)行分等分級(jí),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程。Wengert等在綜合了大量的板材分類(lèi)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了板材分級(jí)分類(lèi)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)專(zhuān)家系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)這方面的研究較少,王金滿等用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)刨花板施膠效果進(jìn)行了定量分析[14]。
X射線對(duì)木材及木質(zhì)復(fù)合材料的性能檢測(cè)已得到了廣泛的應(yīng)用,目前該技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)木材密度、含水率、纖維素相對(duì)結(jié)晶度和結(jié)晶區(qū)大小、纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)木材內(nèi)部的各種缺陷進(jìn)行檢測(cè)。
3.1.3 數(shù)據(jù)融合在木材檢測(cè)中的應(yīng)用展望
單一傳感器在木材工業(yè)中已得到了一定程度的應(yīng)用,但各種單項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用上存在一定的局限性。如視覺(jué)傳感器不能檢測(cè)到有些與木材具有相同顏色的節(jié)子,有時(shí)會(huì)把木板上的臟物或油脂當(dāng)成節(jié)子,造成誤判,有時(shí)也會(huì)受到木材的種類(lèi)或粗糙度和濕度的影響,此外,這種技術(shù)只能檢測(cè)部分表面缺陷,而無(wú)法檢測(cè)到內(nèi)部缺陷;超聲、微波、核磁共振和X射線技術(shù)均能測(cè)量密度及內(nèi)部特征,但是它們不能測(cè)定木材的顏色和瑕疵,因?yàn)檫@些缺陷的密度往往同木板相同。因此,一個(gè)理想的檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該集成各種傳感技術(shù),才能準(zhǔn)確、可靠地檢測(cè)到木材的缺陷[15,16]。
基于多傳感器(機(jī)器視覺(jué)及X射線等)數(shù)據(jù)融合技術(shù)的木材及木制品表面缺陷檢測(cè),可以集成多個(gè)傳統(tǒng)單項(xiàng)技術(shù),更可靠、準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)檢測(cè)出木材表面的各種缺陷,為實(shí)現(xiàn)木材分級(jí)自動(dòng)化、智能化奠定基礎(chǔ),同時(shí)為集裁除鋸、自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)裁除節(jié)子等為一身的新型視頻識(shí)別集成材雙面節(jié)子數(shù)控自動(dòng)剔除成套設(shè)備提供技術(shù)支持。
3.2 在精確林業(yè)中的應(yīng)用
美國(guó)華盛頓大學(xué)研究人員開(kāi)展了樹(shù)形自動(dòng)分析、林業(yè)作業(yè)規(guī)劃等研究工作;Auburn大學(xué)的生物系統(tǒng)工程系和USDA南方林業(yè)實(shí)驗(yàn)站與有關(guān)公司合作開(kāi)展用GPS和其他傳感器研究林業(yè)機(jī)器系統(tǒng)的性能和生產(chǎn)效率。
目前單項(xiàng)的GPS、RS、GIS正從“自動(dòng)化孤島”形式應(yīng)用于林業(yè)生產(chǎn)向集成技術(shù)轉(zhuǎn)變。林業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)作為一個(gè)多組分的復(fù)雜系統(tǒng),是由能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息流動(dòng)所推動(dòng)的具有一定的結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)合體,各組分間的關(guān)系和結(jié)合方式影響系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)和功能。因此應(yīng)該在計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)框架下,有效地融合GPS、GIS、RS等數(shù)據(jù),解決這些信息在空間和時(shí)間上的質(zhì)的差異及空間數(shù)據(jù)類(lèi)型的多樣性,如地理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、點(diǎn)數(shù)據(jù)等。利用智能DSS(決策支持系統(tǒng))以及VRT(可變量技術(shù))等,使林業(yè)生產(chǎn)成為一個(gè)高效、柔性和開(kāi)放的體系,從而實(shí)現(xiàn)林業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、開(kāi)放性,建立基于信息流融合的精確林業(yè)系統(tǒng)。
南京林業(yè)大學(xué)提出了“精確林業(yè)工程系統(tǒng)”[17]。研究包括精確林業(yè)工程系統(tǒng)的領(lǐng)域體系結(jié)構(gòu)、隨時(shí)空變化的數(shù)據(jù)采集處理與融合技術(shù)、精確控制林業(yè)生產(chǎn)的智能決策支持系統(tǒng)、可變量控制技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)基于自然界生物及其所賴(lài)以生存的環(huán)境資源的時(shí)空變異性的客觀現(xiàn)實(shí),以最小資源投入、最小環(huán)境危害和最大產(chǎn)出效益為目標(biāo),建立關(guān)于林業(yè)管理系統(tǒng)戰(zhàn)略思想的精確林業(yè)微觀管理系統(tǒng)。
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