森林火灾现场处置危险性评估方法技术

本发明专利技术公开一种森林火灾现场处置危险性评估方法。所述的方法包括：获取基础数据；基于遥感影像提取的目标地物；应用GIS技术对获取的数据处理；利用林火蔓延模型构建森林火灾场景；综合考虑地形、气象、林火蔓延范围、植被类型指标，构建了针对不同目标的森林火灾灾中处置危险性评估模型：借助相关性分析方法评估森林火灾灾中处置不同目标危险性与各指标因子之间的相关性。之间的相关性。之间的相关性。

【技术实现步骤摘要】
森林火灾现场处置危险性评估方法


[0001]本专利技术涉及一种森林火灾现场处置危险性评估方法。

技术介绍

[0002]森林火灾发生时现场环境复杂，林火行为变化无常，特殊地形或气象突变等因素会引起爆燃等突发情况，严重危及救援人员、周边群众的生命安全，同时也会对周边的重点保护设施产生极大的威胁。
[0003]目前有学者利用高分遥感技术辅助森林火灾应急扑救(Gis技术在城乡规划设计中的应用及前景分析[J].山西建筑,2021,47(20):27
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2)，主要用于林火要素提取、林火亮温态势感知、过火区动态监测等方面，但只考虑了遥感数据本身特性，数据源单一。随着林火蔓延模型的发展，有学者构建了基于遥感解译森林火灾蔓延模型(姜波，陈涛，张立凡等.基于遥感解译的森林火灾蔓延模型研究[J].中国应急救援,2021,(03):11
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16.)，实现了林火蔓延动态模拟，但所使用遥感数据的精度较低，信息提取的精度有待提高；并且对于实时气象数据要素考虑较少且尺度较大，精细化程度低。实际扑火过程主要以经验性扑火为主，缺少智能化手段对火灾现场态势感知与研判，缺少科学性，是目前林火处置面临的一大问题。在森林火灾现场，由于气象、地形、植被等因素会造成林火行为突变，此外指挥人员对现场危险性评估的失误等会造成指挥决策失误，从而会导致人员和财产损失。
[0004]越来越多的国内外传感器卫星，提供了不同空间分辨率、时间分辨率及观测范围的遥感数据，可以为森林火灾扑救工作提供有效支撑；但多源数据的融合仍是目前急需解决的问题，充分发挥多源遥感数据的优势还有待加强(刘明，贾丹.卫星遥感技术在森林火灾扑救中的应用[J].城市与减灾,2021:66
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70.)。传感手段的发展，也使得实时精细化气象数据的获取成为可能。目前针对森林火灾现场处置的研究较为单一，缺少信息集成的危险性整体评估，并且评估对象也主要是针对扑救人员，无法对现场态危险性进行精准动态评估。

技术实现思路

[0005]为克服上述缺陷，本专利技术提出一种森林火灾现场处置危险性评估方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术一种森林火灾现场处置危险性评估方法，所述的方法从综合危险性角度，考虑人员分布、救援距离、道路距离、安全区距离因素，提出的基于规则判断和层次指标体系计算的处置危险性动态评估计算方法；所述的方法包括：
[0007]获取基础数据，包括：多时相、多源遥感影像数据；行政区划图和30米DEM数据、POI数据、手机信令数据、气象数据、救援资源数据；
[0008]基于遥感影像提取的目标地物；
[0009]应用GIS技术对获取的数据处理；
[0010]利用林火蔓延模型构建森林火灾场景；
[0011]综合考虑地形、气象、林火蔓延范围、植被类型指标，构建了针对不同目标的森林
火灾灾中处置危险性评估模型：
[0012][0013][0014][0015]式中：R1为救援人员危险性；X
i
(i＝1,2,3,
…
10)为救援人员危险性评估指标标准化值；R2为居民游客危险性；Y
m
(m＝1,2,3,4,5)为居民游客危险性评估指标标准化值；R3为重点保护设施危险性；Z
n
(n＝1,2,3)为重点保护设施评估指标标准化值。
[0016]借助相关性分析方法评估森林火灾灾中处置不同目标危险性与各指标因子之间的相关性。
[0017]进一步的，所述的应用GIS技术对获取的数据处理的步骤，包括：
[0018]对POI数据、气象数据、手机信令数据、DEM数据等原始数据进行预处理；
[0019]基于DEM数据提取危险地形；
[0020]对指标数据进行处理后计算不同目标危险性；
[0021]利用专题图呈现危险性评估结果。
[0022]所述的居民游客危险性评估指标包括人员分布数量、道路距离、救援资源距离、安全区的距离和林火蔓延距离；
[0023]重点保护设施危险性评估指标包括道路的距离、救援资源的距离、林火蔓延的范围和与安全区距离；
[0024]救援人员危险性评估指标包括植被类型、风力、相对湿度、气温、高程、坡度、安全区域距离、道路距离和救援资源距离。
[0025]本专利技术基于遥感和GIS手段，协同感知多源数据，基于森林火灾蔓延模拟构建森林火灾灾中场景，并通过构建危险性评估模型实现不同场景下针对不同目标(居民游客、重点保护设施和救援人员)危险性的精细化动态评估。研究结果表明：不同场景下不同目标的危险性均发生变化，从12时
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14时
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19时，居民游客危险性从1.2增加到1.3再增加到1.37，重点保护设施危险性从0.99增加到1.05再增加到1.17，救援人员危险性从2.09增加到2.14再减少到2.139。此外，不同目标的危险性主要影响因素也不同，居民游客危险性主要与林火蔓延范围和道路距离有关；重点保护设施危险性主要与救援资源距离、林火蔓延范围和道路距离有关；救援人员危险性的主要与安全区的距离、相对湿度、高程、植被类型和气象条件有关。森林火灾灾中处置时基于多源信息感知并进行快速进行危险性评估，是科学扑救森林火灾的前提
附图说明
[0026]图1为森林火灾灾中危险性评估规则图
[0027]图2本专利技术实例区位置图
[0028]图3实例区目标地物空间分布图
[0029]图4 30米格网植被类型空间分布专题图
[0030]图5实例区危险地形分布图
[0031]图6林火蔓延模拟结果
[0032]图7不同场景居民游客危险性分布图
[0033]图8不同场景重点保护设施危险性分布图
[0034]图9不同场景救援人员危险性分布图
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。
[0036]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0037]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0038]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种森林火灾现场处置危险性评估方法，其特征在于，所述的方法从综合危险性角度，考虑人员分布、救援距离、道路距离、安全区距离因素，提出的基于规则判断和层次指标体系计算的处置危险性动态评估计算方法；所述的方法包括：获取基础数据，包括：多时相、多源遥感影像数据；行政区划图和30米DEM数据、POI数据、手机信令数据、气象数据、救援资源数据；基于遥感影像提取的目标地物；应用GIS技术对获取的数据处理；利用林火蔓延模型构建森林火灾场景；综合考虑地形、气象、林火蔓延范围、植被类型指标，构建了针对不同目标的森林火灾灾中处置危险性评估模型：模型：模型：式中：R1为救援人员危险性；X
i
(i＝1,2,3,
…
10)为救援人员危险性评估指标标准化值；R2为居民游客危险性；Y
m
(m＝1,2,3,4,5)为居民游客危险性评估指标标准化值；R3为重点保护设施...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟少波，尤秋菊，蒋琴，刘双庆，尹萌萌，杜娟娟，朱伟，
申请(专利权)人：北京市科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：