森林死可燃物含水率在线测量技术研究
发布时间:2020-06-23 13:23
【摘要】:森林地表死可燃含水率直接影响林火发生概率,影响林火行为,为了解决森林地表死可燃物含水率在线测量的问题,在中央高校基本科研业务费项目(2572017DB04)的支持下,从理论和实验两方面对这一问题进行了深入研究,主要内容如下:结合水的红外吸收光谱,为了寻求森林死可燃物不同的含水率与近红外吸收光谱之间的关系,利用光纤光谱仪对森林地表死可燃物不同含水率下的红外光谱特性进行了分析,表明1450nm作为水的吸收峰,验证了基于红外吸收光谱法在线测量森林地表凋落物含水率的可行性,同时为测量原理及红外激光器的选择提供了依据。在装置研制方面,根据反射率相对测量法原理,搭建了由STM32嵌入式控制器、红外激光器、半透半反镜、标准白板和两个红外光电二极管组成的红外反射率测量装置。根据元器件参数,设计了光电二极管放大电路,并通过Tina-TI电路仿真软件,对放大电路进行了仿真。将放大后的输出电压接入STM32的I/O 口进行A/D采集,并通过示波器对STM32的输出电压示值进行了校准。为了实现林地内实测数据的远距离无线传输,采用了 LoRa长距离无线传输模块,上位机的主控界面由LabVIEW设计。在含水率标定方面,为了建立森林死可燃物含水率与红外光谱反射率之间的准确关系,完成了 2个标定实验。由于本装置采用相对测量法来测量红外吸收光谱反射率,因此需要使死可燃物呈现粉末状来保证漫反射,实验对不同林分死可燃物粉末含水率与反射率之间的关系进行了标定;考虑到实际森林死可燃物为大叶片形状,叶片含水率的变化率与粉末形状含水率的变化率也不尽相同,因此又对不同林分粉末状态下的含水率与林地自然叶片状态下的含水率进行了标定。在实际测量方面,将森林死可燃物含水率在线测量系统放置在东北林业大学实验林场内水曲柳样地内,对地表死可燃物含水率进行了连续15h的在线测量,并将在线测量结果与称重法进行比较,结果表明通过本文设计的森林死可燃物含水率在线测量装置,实现了可燃物含水率的远距离在线测量,测量结果的不确定度为27.99%。森林死可燃物含水率在线测量技术实现了对含水率的在线监测,进一步完善了森林死可燃物含水率的测量技术,为提高森林火险等级预测预报提供了技术基础。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S762.31;TN248;TN792
【图文】:
1绪论逡逑研究目的及意义逡逑森林资源是地球的重要资源,也是各种生物赖以生存的条件之一。而且森林对于市发展有着重要意义,绿色的环境能使人感到平静舒服[1’26’27’28]。而林火作为突、破坏性大的自然灾害之一,不但能够严重破坏生态环境,同时对人类的经济带大的损失,甚至威胁到人类的生命[21。逡逑我国是一个少林(森林覆盖率为13.92%),而大面积森林火灾频繁发生的国家[3]。据计局数据统计,自2000年以来,我国大大小小的森林火灾发生次数从5000次到,直到2006年后,总次数才慢慢减少,但是在2015仍然有大约3000次森林火其中特大森林火灾在逐年减少,但是每年受到损害的森林面积每年都有4万公顷,逡逑年份甚至达到20万公顷。因此,预防和控制森林火灾不但是我国,也仍是世界各一定时期内普遍关注的问题[4]。逡逑森林火灾次数逡逑
50^逡逑Wavenumber(cm-1)逡逑图2-1水的红外吸收光谱逡逑榦逡逑图2-2松针样本逦图2-3柳树叶样本逡逑mm逡逑图2-4白桦样本逦图2-5胡桃楸叶样本逡逑-6-逡逑
本文编号:2727395
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S762.31;TN248;TN792
【图文】:
1绪论逡逑研究目的及意义逡逑森林资源是地球的重要资源,也是各种生物赖以生存的条件之一。而且森林对于市发展有着重要意义,绿色的环境能使人感到平静舒服[1’26’27’28]。而林火作为突、破坏性大的自然灾害之一,不但能够严重破坏生态环境,同时对人类的经济带大的损失,甚至威胁到人类的生命[21。逡逑我国是一个少林(森林覆盖率为13.92%),而大面积森林火灾频繁发生的国家[3]。据计局数据统计,自2000年以来,我国大大小小的森林火灾发生次数从5000次到,直到2006年后,总次数才慢慢减少,但是在2015仍然有大约3000次森林火其中特大森林火灾在逐年减少,但是每年受到损害的森林面积每年都有4万公顷,逡逑年份甚至达到20万公顷。因此,预防和控制森林火灾不但是我国,也仍是世界各一定时期内普遍关注的问题[4]。逡逑森林火灾次数逡逑
50^逡逑Wavenumber(cm-1)逡逑图2-1水的红外吸收光谱逡逑榦逡逑图2-2松针样本逦图2-3柳树叶样本逡逑mm逡逑图2-4白桦样本逦图2-5胡桃楸叶样本逡逑-6-逡逑
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 刘昕;邸雪颖;;三种方法对森林地表可燃物含水率的预测评价[J];森林工程;2013年02期
相关硕士学位论文 前4条
1 赵钊;新疆荒漠植物含水率高光谱特征分析[D];新疆农业大学;2011年
2 肖刚;国内外森林防火技术现状及趋势探讨[D];天津大学;2006年
3 李林;森林可燃物含水率及失水效率的研究[D];东北林业大学;2004年
4 叶兵;国内外森林防火技术及其发展趋势[D];中国林业科学研究院;2000年
本文编号:2727395
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2727395.html