森林防火中GPS技术的应用研究论文_曹俭湘

森林防火中GPS技术的应用研究论文_曹俭湘

曹俭湘

仁化县长江林业工作站 广东仁化 512300

摘要:本文从林火预防、扑救、调查及绘图等方面对 GPS 技术在森林防火中的应用现状与意义进行了分析。

关键词:森林防火;GPS技术

引言

GPS技术由三部分所构成,它们分别是由地面控制部分、宇宙部分和用户部分。它是美国军方在 20 世纪70 年代初耗资达 100 亿美元所开发和研制出来的第二代卫星导航系统。用于导航网络系统、军事方面的定位,随着社会不断的发展,这项新技术现今在各个领域被广泛应用,目前也逐步扩大了在森林防火方面的应用范围,GPS 产品的种类非常的多,并且这其中美国 GARMIN 公司所推出 的GPS38 和GPS45C 产品,十分的适用于森林防火这一项工作中。

1. GPS 在林火预防方面的应用

1. 1 绘制可燃物类型示意图

以前绘制可燃物类型示意图是通过多人徒步进行,将管护区内的每个角落都走遍,选择较为明显的地物,以此来区别各类可燃物所分布的区域。这种方法会造成人、财、力三方面的浪费;除此之外,明显地物也不是非常的多,导致准确性很低。要是持有 GPS 接收机,可在各类可燃物区域边缘分别走动,依据所要求的精度,每隔一段时间或者是距离将所在点的经纬度读出,标记在地图上,最后将这些点连成线,这样就可绘制出各类可燃物分布示意图。为预防措施的制定、采用何种灭火战术与组织灭火力量提供参考。

1. 2开设防火隔离带中的应用

火烧防火线是被人为所控制的,它是有计划、有目的、有方法、有步骤的用火。具体的人方法就是在地形图上,先将防火隔离带总体规划出来,然后将隔离带起点、各节点与终点的地理坐标给标明出来。在开设的过程当中,在GPS 的导航功能的利用下,使得点烧能够严格的按规划进行。除此之外,当意外跑火发生时,要用GPS 及时定位做出迅速的报告,利于能够快速的、及时的组织有效的扑救,有利于安全的保障。

2 GPS 在空中侦察核实林火中的应用

2.1侦察火情中的应用

在较大的森林发生火灾时,就要出动飞机去对火情进行侦查,利用地形图与 GPS 相结合的方法,定位好各个火头,并准确、及时地提供火场面积、火线长度、林火发展方向、火头数之类的火场要素。具体的方法是在飞机到达火场之后,飞机先沿着火场飞行一圈,要的全面了解火场的基本情况,用 GPS对火场的火头进行定位,并判断火场风速风向,准确判断分析出火场的发展趋势,然后向火场前线指挥部准确报告信息,为前线扑救林火和调整兵力部署提供科学依据。

2. 2侦察核实林火位置中的应用

除了不需要进一步侦察核实地面与航空护林飞机发现的火情外,卫星一旦发现热点与林火,其需要做进一步的核实,卫星所报告热点跨越空间与时间都比较大,无法精准的定位,也无法分清是生产用火还是林火,甚至是大面积湖面与水库反光也可能会被卫星当做热点,这些热点大多数都是在边远的林区,这样航护飞机的侦察核实就是核实卫星热点最快捷方式,具体的方法就是在GPS内输入需要核实的热点,靠GPS领航引导飞机对其逐个的进行侦察核实,并重新定位热点位置,识别生产用火、林火和水面反光,之后再通过机载无线电台把准确信息报告给地面。

2. 3确定火场位置中的应用

以往是靠观察员目测来在确定火场的位置。即观察员凭借地标与地形图(1/ 50万和 1/ 20万)和地面较为明显的参照物才可将火场位置进行确定,这种目测会导致误差较大(一般在300m到500 m之间),GPS使用后,能提高定位的精度,只有15 m的正负误差,具体的方法就是飞机在巡护前就在在机舱外固定GPS接收机天线,然后再连接GPS 接收机,在飞行准备前就GPS内输入本次巡护航线起始点和各节点,巡护时,GPS能提供领航飞行,发现火情后能迅速利用 GPS进行定位,通过机载无线电台及时的向地面报告火情,为防火部门提供林火的准确信息与提出扑救林火正确决策。

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3、在森林火灾扑救过程中GPS的应用

3. 1向火场开进或撤离过程中的应用

因为地形之类因素限制,向火场开进时,扑火队员,预先选的最佳行进路线通常都不会是直线,所以要对要行进路线中的关键节点进行明确,依次的在GPS内输入这些关键节点的地理坐标,在GPS导航功能的利用下,扑火队员可照最佳路线进入和撤出火场,这样能将时间、队员的体力消耗减少,还使得他们的安全更加有保障。

3. 2机(索)降灭火中的应用

在扑火战斗中,机(索)降灭火能起到巨大的作用,它可将扑火队员快速的运送进入火场,控制住火势的发展。但是在大的森林发生火灾时,能见度往往极差,无法保证安全的飞行高度下进入火场进行实施机降。GPS能将其定位功能与导航功能发挥出来,在GPS输入火场的经纬度,通过GPS的引导,航空飞机能够迅速到达火场,在根据火场地形情况下,空中观察员再决定采取机(索)降灭火。

3. 3航空化学喷洒灭火中作用

可以在条件具备的情况下进行飞机洒液直接灭火作业。要在地形图上在作业之前就将喷洒路线,确定好 在GPS输入一些喷洒路线上关键点的地理坐标,之后进行作业在GPS的引导下,既能保证不重复,也做到不遗漏,将喷洒的效率提高,使得飞行安全能够得到保障。

3. 4调整兵力部署时的应用

要是兵力不足时,扑救困难地段的人员,可通过GPS来确定自己所在位置的经纬度并报告给指挥部,据此指挥部通知扑救较顺利地段上的过剩力量去增援,并将所需增援的地段地理坐标给讲清楚。扑救顺利地段人员在借助 GPS 的导航功能之下,能将夜黑、烟雾大等不好因素给克服掉,迅速地到达需增援地段。

3. 5清理与看守火场中的应用

灭火最后阶段就是清理与看守火场,它能决定能不能取得灭火的彻底、完全胜利。在清理、看守火场的过程当中,因为受天气条件因素的影响,有时会有复燃现象出现,通过GPS 接收机可把复燃区地理坐标确定,及时的向指挥部进行报告,使得指挥部能向复燃地区提供准确的位置,以便调派兵力,使得灭火能够取得彻底的胜利。

4、GPS 在森林火灾调查及绘图中的应用

4. 1在勾绘火场、测算火场面积中的应用

在以前的工作中,观察员都是在使用1/20万的地形图来进行目视的判断与勾绘,一个火场通常要进行一个小时甚至于是几个小时的飞行作业,不仅会造成精确度有偏差,还会造成飞行的浪费。利用GPS技术可将精度提高,将时间节省下来。具体的方法就是调查人员可携带地形图雨 GPS 手持机,首先在火场边缘测量,在对已经扑灭的大面积的火场勾绘时,在环绕火场飞行时,飞机要隔一段距离就要将节点的经纬度给测出,最后把各节点给连接起来,把火场的形状图给勾绘出来,之后,在图上将火场面积给计算出来[1]。最后在按照地图的比例尺换将实地的人火场面积与实地的火线长度计算出来。

4. 2对林火燃烧勾绘示意图中的应用

在对正在燃烧的大面积林火进行绘制示意图时,在环绕火场飞行过程中,飞机经过一些特殊位置与每个火头时要用GPS 多定几个点并标明在地形图上,要准确判断出火场风向、风速、发展趋势,飞行完成后,在地形图上将连接起这些点从而得到的闭合曲线,在图上绘制当时各个火头风向、风速和林火发展趋势等要素,这就是林火燃烧示意图。

5结束语

GPS 全球定位系统有着十分优越的导航和定位功能,不受气候、地理条件的限制。将GPS 技术应用在森林防火工作当中,在确定火场的位置、过火面积、灾损失计算与火场布兵火等方面能起到很大的作用,将森林防火工作的效率大大地提高,它的重要地位已得到了森林防火工作者的广泛的认同。

参考文献:

[1] 孟庆波. 浅谈 GPS 系统在林业工作中的使用[ J] . 林业勘查设计,2005,(2):59- 60.

[2] 陈改英. GPS 技术及其在林业中的应用[ J] . 北京农学院学报,2004,(4):46- 48.

[3]于晓君,齐斯琴. GPS 在森林草原防火中的应用[ J] . 内蒙古林业,2003,(4):37.

论文作者:曹俭湘

论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿

论文发表时间:2016/3/15

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