一种云南松地表可燃物含水率确定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种云南松地表可燃物含水率确定方法及系统。该方法包括：选取设定数量样地，并从所述样地中选取可燃物样本；在设定时间内分别对所述样地的相关数据进行记录和整理，得到整理后的数据，所述整理后的数据包括因变量和自变量；根据所述因变量和所述自变量采用多元逐步回归分析法，构建云南松地表可燃物含水率预测模型；结合误差分析和数据归一化处理结果确定调整系数；根据所述调整系数对所述云南松地表可燃物含水率预测模型进行调整，确定云南松地表最终可燃物含水率预测模型；根据所述云南松地表最终可燃物含水率预测模型，预测云南松地表可燃物含水率。本发明专利技术能够快速精确地确定云南松地表可燃物含水率。

【技术实现步骤摘要】
一种云南松地表可燃物含水率确定方法及系统
本专利技术涉及可燃物含水率测定
，特别是涉及一种云南松地表可燃物含水率确定方法及系统。
技术介绍
云南省多山多河，地跨六大水系，地形地势复杂多样。优越的自然环境为动植物提供了良好的生活生长条件。高等植物更是占全国总数的62.9％，森林覆盖率等指标长期处于中国前列。至2019年，云南省森林覆盖率比2018年增长了2.1％，达到了62.4％的覆盖率。而作为生态系统主体部分的森林，对地球的生态系统的平衡有着极其重要的影响作用。为人类提供众多资源的同时，更是调节着生物生存的环境，森林的发展对生物的可持续发展有着极大的影响。而森林火灾作为其发展最为重要的影响因素，不仅对森林的可持续发展带来了严重的威胁，而且给生物带来了众多的威胁，同时更是威胁到林内和周边人类的生命财产安全。云南松(Pinusyunnanensis)作为云南省内分布最为广泛的树种之一，其主要垂直分布在滇中为中心的海拔1600m到2900m的区域上，是我国西部典型的偏干性亚热带群系，而云南松林下凋落物蓬松、针叶细小且不易降解，在防火季节又特别容易失水，且其多混交着大量暖性灌木林、伴生着大量草本植物，导致许多森林火灾的发生及蔓延，给云南造成了严重的威胁。而可燃物的含水率对林火的发生及蔓延有着极为重要的影响，因此能否准确的预测可燃物含水率对林火的预防及扑救有着重大意义。森林可燃物含水率的研究对林火的研究有着重要影响，国外以美国和加拿大为代表在上世纪20年代就对森林可燃物含水率开展了研究工作，距今已经约有百年研究历史。上世纪40年代，Jenison等人通过计算细小可燃物的含水率和降水量，定义了可以描述可燃物含水量的累积系数。1986年Rothermel提出了细小可燃物含水率BEHAVE模型等。森林可燃物含水率的研究在我国对相对来说起步较晚，但在我国相关政策及其他国家研究基础上发展迅速。目前来看，最常见的四种方法便是气象要素回归法、过程模型法、平衡含水率法、遥感估测法。随着时代的发展、人们对森林火灾的重视加强、相关软件的研发，森林可燃物含水率受到了各相关部门、专家以及学者的相关研究及分析。2007年刘曦、金森对平衡含水率法进行分析研究，提出需结合现有可燃物平衡含水率模型的适用性评价和基于可燃物含水率变化特征的可燃物类型划分两方面，建立可燃物含水率预测类型划分体系；2008年李世友等在云南楚雄紫溪山和位于昆明郊区的云南森林自然中心林地测定了137组相关数据研究分析；2011年包玉龙等利用美国ASD公司的FieldSpeeProFR光谱仪，使用烘干称重法及包络线去除法对防火期内的不同含水率草地可燃物进行研究分析；2015年尹坤等基于Logistic曲线的云南松地表可燃物含水率预测模型；2016年胡海清等从可燃物含水率的影响因子、理论算法、预测模型3个方面阐述了森林可燃物含水率及其预测模型研究进展，指出了研究存在的问题，提出了可燃物含水率研究展望；2017年刘金波等选取昆明六块样地，建立气象要素回归模型，并对其精度进行评估。目前国内对于森林可燃物含水率预测研究，已在研究方法、模型对不同层次、类型的可燃物做出了大量的研究，预测模型建立的自变量数据选择主要是林内气象因子，少有地形因子作为预测模型影响因素，但由于林内海拔、坡度、坡向是森林内长期不变的立地因素，能从含水率蒸发速率、接收辐射能量值、植被生长条件等多方面对可燃物含水率变化产生影响，对林内地形要素因子的忽略会导致森林云南松地表可燃物含水率预测模型结果的偏差。云南不仅是我国的四大林区之一，同时也是我国的重点火险地区。林火作为森林生态系统重要影响因素之一，一方面维持着森林群落的自我更新、另一方面却严重的破坏了森林的结构和功能。清明节前后，云南香格里拉、大理、楚雄、迪庆、丽江等多个地区发生了森林火灾，不仅对森林资源、环境、气候造成了严重的影响，林火更是蔓延到周边村庄，严重威胁着人类的生命财产安全。虽然人为因素影响较大，但近期天气干旱，大部分可燃物含水率较低也是火灾多发的主要因素。在森林火灾中多为地表火，地表可燃物为其主要载体。而云南松作为云南分布最为广泛的树种，其地表枯枝、针叶、腐殖质、灌木丛等可燃物更是林火发生时的主要可燃物，其含水率影响着林火的发生、蔓延以及火行为。可燃物含水率、降水量、干旱天数、相对湿度、温度以及风速等是林火的预报影响的主要因子。通过对云南松地表可燃物含水率数据进行整理分析，对火灾多发地区云南松地表可燃物含水率进行预测，并以此为主要因素对该地区进行林火预报，为林火的预防及扑救提供重要依据，减少森林火灾的发生及破坏。云南省平均海拔在2000米左右，地形地貌复杂多样，立体气候明显，东西方向的跨度为885km，南北方向的跨度910km，整个区域的面积是39万km2。位于著名的云贵高原，山脉众多，山地面积占全省总面积的88.64％。滇中地区的主要植被类型为红壤孕育而成的半湿润常绿阔叶林。该地区因特定的社情、林情和地理、气候、植被类型而成为云南省森林火灾的高发区和敏感区。全省年温差一般在11℃左右，气候按照季节更替，其气候特点主要表现在地区差异、年温变化小，昼夜温差大以及干湿分明、分布不均等多种方面。5～10月为湿季(雨季)，集中了85％的降雨量；干季(旱季)为11月至次年4月，降水量只占全年的15％。滇中做为云南火灾敏感区，仅在昆明周边就发生过多起较大火灾：1986年3月28日6时许，距离安宁县47km的青龙乡发生山火，过火面积153hm2，其中森林面积133hm2，造成扑火人员56人牺牲、3人受伤；2006年安宁发生重大森林火灾，过火面积将近2000hm2，投入工作人员6500余人历经10昼夜才扑灭；2010年2月17日，昆明市石林县发生较大森林火灾，过火面积92hm2，投入工作人员4900余人，历经66个小时才扑灭；2014年5月21日16时，昆明市安宁县禄脿街道发生森林火灾，投入军民9525名，历经7天6也才彻底扑灭。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种云南松地表可燃物含水率确定方法及系统，能够快速精确地确定云南松地表可燃物含水率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种云南松地表可燃物含水率确定方法，包括：选取设定数量样地，并从所述样地中选取可燃物样本；在设定时间内分别对所述样地的相关数据进行记录和整理，得到整理后的数据，所述整理后的数据包括因变量和自变量；根据所述因变量和所述自变量采用多元逐步回归分析法，构建云南松地表可燃物含水率预测模型；结合误差分析和数据归一化处理结果确定调整系数；根据所述调整系数对所述云南松地表可燃物含水率预测模型进行调整，确定云南松地表最终可燃物含水率预测模型；根据所述云南松地表最终可燃物含水率预测模型，预测云南松地表可燃物含水率。可选地，所述选取设定数量样地，并从所述样地中选取可燃物样本，具体包括：综合考虑地形、林型、郁闭度因子选取了25个20m×20m样地；在各所述样地对脚线两个顶端和中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种云南松地表可燃物含水率确定方法，其特征在于，包括：/n选取设定数量样地，并从所述样地中选取可燃物样本；/n在设定时间内分别对所述样地的相关数据进行记录和整理，得到整理后的数据，所述整理后的数据包括因变量和自变量；/n根据所述因变量和所述自变量采用多元逐步回归分析法，构建云南松地表可燃物含水率预测模型；/n结合误差分析和数据归一化处理结果确定调整系数；/n根据所述调整系数对所述云南松地表可燃物含水率预测模型进行调整，确定云南松地表最终可燃物含水率预测模型；/n根据所述云南松地表最终可燃物含水率预测模型，预测云南松地表可燃物含水率。/n

【技术特征摘要】
1.一种云南松地表可燃物含水率确定方法，其特征在于，包括：
选取设定数量样地，并从所述样地中选取可燃物样本；
在设定时间内分别对所述样地的相关数据进行记录和整理，得到整理后的数据，所述整理后的数据包括因变量和自变量；
根据所述因变量和所述自变量采用多元逐步回归分析法，构建云南松地表可燃物含水率预测模型；
结合误差分析和数据归一化处理结果确定调整系数；
根据所述调整系数对所述云南松地表可燃物含水率预测模型进行调整，确定云南松地表最终可燃物含水率预测模型；
根据所述云南松地表最终可燃物含水率预测模型，预测云南松地表可燃物含水率。


2.根据权利要求1所述的云南松地表可燃物含水率确定方法，其特征在于，所述选取设定数量样地，并从所述样地中选取可燃物样本，具体包括：
综合考虑地形、林型、郁闭度因子选取了25个20m×20m样地；
在各所述样地对脚线两个顶端和中间位置各选取0.5m*0.5m的可燃物样本，所述可燃物样本为18个云南松林、1个栎树林或6个云南松与栎树混交林。


3.根据权利要求1所述的云南松地表可燃物含水率确定方法，其特征在于，所述在设定时间内分别对所述样地的相关数据进行记录和整理，得到整理后的数据，所述整理后的数据包括因变量和自变量，具体包括：
在设定时间内对设定数量的可燃物样本轮流进行植被类型、海拔、坡度、坡向、坡形、坡位、郁闭度或盖度及经纬度的记录；
分别采取200g左右树枝、松针、灌木枯草样品分别至于网兜，于10:00--17:30，每隔30分钟记录其鲜重，并记录其对应的实时林内气温、空气湿度及风速，每日结束后将采取的样品带回实验室测量其干重，最后通过含水率计算公式计算实验样品含水率，并记录，得到收集数据；
采用Excel及MATLAB数据处理软件，对所述收集数据进行整理分析，得到整理后的数据。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：高仲亮，舒立福，李智，龙腾腾，王秋华，周汝良，刁建鹏，程承，刘德稳，王宏润，崔飞，魏建珩，杨竹蔚，马泽楠，王何晨阳，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：云南;53