張 云 ，鄭 紅

(1.國家林業(yè)局調查規(guī)劃設計院，北京 100714； 2.國家林業(yè)局中南調查規(guī)劃設計院，長沙 410014)

三岔子地區(qū)防火監(jiān)測點選址方法探討

張 云1，鄭 紅2

(1.國家林業(yè)局調查規(guī)劃設計院，北京 100714； 2.國家林業(yè)局中南調查規(guī)劃設計院，長沙 410014)

為了更好的預防森林火災，實現(xiàn)對林區(qū)的實時監(jiān)控，使現(xiàn)有資源監(jiān)控范圍最大化，選取合適的森林火災監(jiān)測點是十分重要的。利用GIS的空間分析功能，對三岔子林業(yè)局所轄林區(qū)進行了選址分析，綜合各種因素，選取了適宜的山頂作為實時監(jiān)控設備安裝位置。

防火監(jiān)測點；實時監(jiān)控；空間分析

引言

空間選址是指在一定地理區(qū)域內為一個或多個對象選擇指定位置，使得某一項指標或者綜合指標達到最優(yōu)的過程。隨著社會和經濟的發(fā)展，影響空間選址的各種因素比以往更加復雜，如何科學確定選址對象的空間位置顯得越發(fā)重要，而GIS的發(fā)展為空間選址提供了全新的技術手段及重要的分析方法，其功能覆蓋數(shù)據(jù)采集—分析—決策應用的全部過程。

林區(qū)地形復雜，在林區(qū)布設防火監(jiān)控設備，配合對應的防火系統(tǒng)可以實現(xiàn)在火災初期發(fā)現(xiàn)森林火險、自動定位到火點位置的功能，從而第一時間遏制火災的蔓延。為了對林區(qū)進行有效監(jiān)測，需要在施業(yè)區(qū)選擇合適位置，將實時監(jiān)控設備布置到在林區(qū)的各個位置，使監(jiān)控終端的有效監(jiān)測范圍即通視區(qū)域最大化。由于智能終端監(jiān)測范圍大，且成本較高，如果分布合理，使用較少的設備即可監(jiān)測整個林區(qū)，無須在每個瞭望臺都安置設備。因此選出合理的布站方式至關重要，這樣既保證了對林地的有效監(jiān)測，又能節(jié)約成本。

1 工作區(qū)概況

三岔子地區(qū)位于吉林省東南部、長白山西麓，集山區(qū)、林區(qū)、礦區(qū)于一體，自然資源十分豐富，有林地面積20.3萬hm2，森林總蓄積2574萬m3，森林覆蓋率91.2%，資產總值3.5億元，主要產品有長白山林區(qū)優(yōu)質名貴的柞木、水曲柳、色木、紅松、椴木、榆木等木材，是重要的木材生產基地。三岔子林業(yè)局始建于1953年，現(xiàn)有瞭望臺14座。

2 選址過程

由于GIS在空間選址中的深化應用，利于選址的直觀性與可視化表達，加之人員在定性方面的判斷，根據(jù)空間分析方法對森林防火塔臺進行選址。

監(jiān)控塔臺對通視性及區(qū)域的可見性要求較高，選擇監(jiān)控效果良好的塔臺位置可以更好的進行防火監(jiān)控，可根據(jù)Skyline所做的通視性分析結果和ArcGIS平臺中所轉換的數(shù)據(jù)來選取監(jiān)控塔臺地址。Skyline TerraExplorer三維地理信息系統(tǒng)軟件是利用航空影像、衛(wèi)星數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型、矢量數(shù)據(jù)等信息源創(chuàng)建的一個交互式環(huán)境，具有強大的三維表現(xiàn)能力；ArcGIS軟件為用戶構建了一個完善的GIS系統(tǒng)解決方案，具有強大的數(shù)據(jù)處理和空間分析的能力。將Skyline和ArcGIS結合應用于選址工作，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為森林防火塔臺的選址提供一種全面的解決方法。

2.1 選址原則

為使選址工作有序進行，選址時應遵循以下原則：在保證通視效果的前提下，優(yōu)先選擇現(xiàn)有瞭望臺作為監(jiān)測點選址；若需新建塔，則優(yōu)先選擇毗鄰道路的山頂點。權衡以上選址原則，選出通視效果最佳的方案，獲得選址結果。

2.2 選址方法

1) 首先準備該地區(qū)的DEM(如圖1)和原有瞭望臺數(shù)據(jù)。DEM是選址分析的基礎數(shù)據(jù)，在利用視域分析來分析有效監(jiān)測范圍時，就是基于該地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)進行的。同時，通過對DEM進行數(shù)據(jù)處理也可以獲取山頂點數(shù)據(jù)來作為防火監(jiān)測點的備選數(shù)據(jù)。原有瞭望臺數(shù)據(jù)是較好的備選數(shù)據(jù)，它們都是經過篩選的具有良好通視效果的山頂點數(shù)據(jù)，具備現(xiàn)成的塔架，在既有的瞭望臺上安裝實時監(jiān)控設備，不僅可以保證通視效果，還可以節(jié)約塔臺建造成本。

圖1 三岔子地區(qū)DEM示意圖

實時監(jiān)控設備的布置監(jiān)測半徑為15km，選擇防火監(jiān)測點安裝實時監(jiān)控設備時，既要保證有效監(jiān)測范圍最大化，又要考慮成本控制。因此充分利用原有瞭望臺資源為控制成本的有效手段，為了使有效監(jiān)測范圍最大化可在必要時重新選址建塔。

2) 提取山頂點。當現(xiàn)有瞭望臺不能滿足監(jiān)測需求時，需要另選塔址來建塔布置實時監(jiān)控設備。一般的，監(jiān)測點地勢越高，其視域越廣，因此，山頂點一般都是防火監(jiān)測點的備選點。

3) 制作地形數(shù)據(jù)。利用三岔子地區(qū)的DEM制作可以在Skyline中分析的地形數(shù)據(jù)文件，以供視域分析使用。

4) 在Skyline中加載地形數(shù)據(jù)、山頂點和瞭望臺矢量數(shù)據(jù)，以瞭望臺及山頂點為選址備選點，處理數(shù)據(jù)時應保證所有矢量數(shù)據(jù)選用同一地理坐標系。

5) 運用Skyline的Viewshed功能，以所有備選點為圓心，半徑為15km進行視域分析，通過人工干預判讀法進行判斷，在盡可能利用原塔臺的基礎上選取通視和監(jiān)控覆蓋效果最好的位置，形成塔臺坐標數(shù)據(jù)表。

6) 將選取的監(jiān)控塔臺坐標文本數(shù)據(jù)加載到ArcGIS Desktop中，轉換輸出為矢量點數(shù)據(jù)，將塔臺矢量數(shù)據(jù)再加載到Skyline中，輸出成選址結果圖。

防火監(jiān)測點選址的方法流程如圖2。

3 研究結果

如圖3所示，在Skyline中顯示塔臺選址結果及監(jiān)控范圍，根據(jù)通視性分析結果所示，監(jiān)控半徑圓內綠色線段表示可見，紅色線段表示不可見，在保證覆蓋全部林場范圍的前提下，選取通視效果最好的幾點設置監(jiān)控塔臺，將選取點在ArcGIS中轉換為矢量數(shù)據(jù)便于進行空間分析等操作，并制成相應表格數(shù)據(jù)為決策管理人員提供參考依據(jù)。

圖2 選址方法流程圖

圖3 選址結果分布圖

表1 選址結果

三岔子地區(qū)共選取9個監(jiān)控塔，其中7個點在原有位置上建有瞭望臺，2個選點需新建塔臺，表1中列舉了9個選點的基本信息。這9個布控位置的選擇，能在花費最小成本的基礎上，保證較好的監(jiān)測效果，使監(jiān)控范圍能夠覆蓋整個三岔子地區(qū)。

4 分析討論

本文通過對選址方法的分析，最終選用基于Skyline和ArcGIS的方法進行選址。在綜合考慮基建成本以及監(jiān)控效果等因素后，利用Skyline可以即時的分析并查看單個防火監(jiān)測點的通視效果，利用ARCGIS方便對選址方案所確定的防火監(jiān)測站點進行統(tǒng)計及空間分析。在三岔子地區(qū)進行的實例選址分析中，取得較好效果，基本達到預期的目的。

空間選址在現(xiàn)代經濟和生活中顯現(xiàn)出越發(fā)重要的作用，隨著社會經濟的發(fā)展，影響選址的因素將會越來越多，難度越來越大，而結合GIS進行選址具有良好的可視化表達、數(shù)據(jù)管理和空間分析功能，使得空間選址更為直觀便捷。GIS技術尚有一些困難與不足，比如數(shù)據(jù)不易獲得、平臺軟件比較昂貴等，這在一定程度上限制了GIS技術在空間選址方面的發(fā)展，但是隨著GIS的不斷成熟與發(fā)展，將會顯現(xiàn)出其在空間選址方面的優(yōu)越性。

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OnFireMonitoringPointLocatingMethodinSanchaziArea

ZHANG Yun1，ZHENG Hong2

(1.Academy of Forest Inventory and Planning, SFA, Beijing 100714,China；2.Central South Forest Inventory and Planning Institute of State Forestry Administration，Changsha 410014，Hunan，China)

In order to prevent forest fire in a better way,and to make the real-time monitoring and controlling over forest region come true,the suitable forest fire monitoring points should be selected and the range of monitoring to the current resources should also be maximized.Moreover,this essay useed the GIS space analysis function to carry out the site selecting analysis for the forest region of Sanchazi Forestry Bureau.Finally,integrating with various factors,the appropriate peak points of mountain have also been selected as the installation place for real-time monitoring and controlling equipments.

fire-proof monitoring point；real-time monitoring and controlling；space analysis

2013-03-05

2013-04-22

張云(1974-)，女，河南西華人，助理工程師，主要從事森林資源監(jiān)測工作。

S762.2；TP39

B

1003-6075(2013)02-0038-04