基于GIS的老山林场森林防火信息系统研建

论文摘要

森林火灾是对社会、环境及经济发展影响范围最广和破坏性最大的一种森林灾害。而近年来,人类活动对森林影响的加剧,更是提高了森林火灾发生的可能性。当森林火灾发生时,如何及时掌握火点周围基本情况,采取科学有效的方法安全快速地扑灭林火,把森林火灾所带来的损失减少到最低程度,已成为当今森林防火领域的一个研究热点。本次研究以老山林场为研究对象,基于插件技术架构森林防火信息系统,将系统开发分为插件宿主平台开发、森林防火数据库建立、功能插件开发三个部分。系统使用C#2.0作为编程语言,ArcGIS Engine作为二次开发组件,通过.Net3.5中的接口及反射技术实现基于插件技术的系统框架,并按照功能需要,建立独立的、易维护的功能插件,在无需重编译系统的情况下,实现对插件的动态加载、移除等管理工作,为系统的更新、功能的扩展提供了一种有效的机制。森林防火信息系统是基于GIS的,因此具有部分GIS通用功能。系统开发了多个功能插件,实现地图浏览、地图自由缩放、地图漫游、地图测量、三维显示、图层控制、查询、空间分析、专题图制作等GIS通用功能。本系统可以进行日常防火信息管理和森林扑火辅助决策。日常防火信息管理包括防火人员信息管理、灾情档案管理、防火设备管理、森林防火队管理、监测点管理、防火隔离带管理以及火险等级评价。火险等级评价是森林防火信息系统的主要部分。本文根据林火灵敏度给予不同的火险等级分值,生成各个火险因子的火险等级专题图,利用层次分析法赋予各个火险因子适当权重,然后对各专题图进行加权叠置分析,生成研究区火险等级分布图。如此就可以在图上直观的看到什么地方在未来一段时间内可能发生火灾,有利于林业管理人员加强对林火的管理。森林扑火辅助决策功能包括遥感定位、坐标定位、瞭望塔定位三种火点定位方法,林火蔓延模拟和最短路径分析。林火蔓延模拟的基本数据类型为栅格数据,由于研究区防火资料不足以构建当地林火蔓延模型,在比较了各主要模型的适用性后选择采用在我国应用最多的王正非模型。本系统最短路径分析是在确定火点的情况下,查询出火点到达最近扑火设施(消防力量)的路径,使消防人员能以最快的速度,用最短的时间到达火场。本文森林防火信息系统开发的思路是在新技术支持下,对森林防火信息系统开发方式的探索与尝试,是对传统开发方式的改进,对其他林业信息化系统也有一定借鉴意义。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外森林防火现状与发展
• 1.2.1 国外森林防火现状
• 1.2.2 国内森林防火现状
• 1.3 林火蔓延模型及蔓延模拟的研究进展
• 1.4 论文研究内容及结构
• 1.4.1 研究区概况
• 1.4.2 研究内容和方法
• 1.4.3 结构安排
• 第二章 系统实现的主要技术与系统开发环境
• 2.1 Visual Studio.NET概述
• 2.2 应用型GIS开发方法
• 2.3 开发技术
• 2.3.1 COM开发
• 2.3.2 插件技术
• 2.4 系统软硬件构成
• 2.4.1 硬件构成
• 2.4.2 软件环境
• 2.5 系统开发环境
• 2.5.1 开发平台选择
• 2.5.2 ArcGIS Engine介绍
• 2.5.3 Geodatabase空间数据模型
• 第三章 南京老山林场森林防火信息系统总体设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.2 插件宿主平台
• 3.2.1 插件接口设计
• 3.2.2 平台界面设计
• 3.3 系统功能设计
• 3.3.1 GIS通用功能
• 3.3.2 防火资料管理
• 3.3.3 火险等级评价
• 3.3.4 火点定位
• 3.3.5 林火蔓延模拟
• 3.3.6 最短路径选择
• 3.3.7 灾后评估
• 第四章 系统数据库设计与实现
• 4.1 系统数据库设计
• 4.1.1 基础地理数据
• 4.1.2 专题地图数据
• 4.1.3 属性数据
• 4.2 系统空间数据库
• 4.2.1 数据来源
• 4.2.2 数据处理
• 第五章 系统功能
• 5.1 GIS通用功能
• 5.1.1 工具条
• 5.1.2 快捷菜单功能
• 5.1.3 专题图制作
• 5.1.4 三维卫星影像
• 5.2 防火资料管理功能
• 5.3 火险等级评价
• 5.3.1 火险因子分析
• 5.3.2 基于层次分析法确定各林火影响因子权重
• 5.3.3 火险等级评价功能
• 5.4. 火点定位
• 5.5 林火蔓延模拟
• 5.5.1 林火蔓延模型
• 5.5.2 林火蔓延算法
• 5.5.3 林火蔓延模拟
• 5.6 最短路径选择
• 5.6.1 构建网络数据集
• 5.6.2 最短路径分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 不足与展望
• 参考文献
• 详细摘要
• Abstract