基于GIS林火阻隔网选线优化研究

发布时间：2020-05-15 08:14

【摘要】：火灾是森林资源减少的八大自然灾害之一,严重威胁人们的生命财产的同时,也给生态环境造成不可估量的破坏。我国林火阻隔带选线是凭人工经验,手动选择出来的,相对不够客观、高效和科学,且总体密度低、断头严重,制约了阻隔带防火效能的发挥。通过科学的方法进行林火阻带优化选线,构建合理可通达的林火阻隔网,可以更好地提高森林防火效能。文章综述了国内外道路选线的研究现状,旨在借鉴道路选线方法,并将计算机和地理信息系统应用在林火阻隔带的选线优化中,目的是改变传统方法,提高选线科学性、合理性,并为进一步设置林火阻隔网提供理论依据和方法。本文以大桂山所在区域的外接矩形为研究区域,进行了以下几方面研究:分析了林火阻隔带选线与社会、经济、环境及安全等方面的关系,对选线区域进行分析后,确定地物、海拔、坡度、坡向作为林火阻隔带选线的主要影响因子。找林业专家对四个主要影响因子进行打分,并利用层次分析法对主要影响因子进行权重分析。借助GIS对地物进行监督分类,具体分为裸地、水体、道路、林地、建筑用地、农业用地6类。为了提高分类精度,进行了分类后的众数滤波、平滑及移除孤岛处理,使分类精度达到了 85%以上。利用GIS重分类工具对海拔、坡度、坡向因子进行重分类并赋值。地物赋值依据为征占用成本、建造费用及恢复成本,排序结果为裸地水体林地道路农业用地建筑用地,相应赋值为0,8,16,32,64,100;高程赋值是选定高程标准差与高程平均值之间的高程为最适高程值,即350 m～650 m,高于或低于适宜范围的高程布线综合成本(选线成本)都会有所增加,将高程重分类为28m～168m,168m～287m,287m～350m,350m～650m,650m～834m,834m～990m,990m～1263m,对应赋值为32,16,4,2,4,8,16;坡度赋值依据是随着坡度的升高,建设和维护成本及火灾蔓延速度增大。将坡度分为8个等级,为0～3°、3～6°、6～9°、9～12°、12～16°、16～30°、30～45°、45°,对应的赋值为1、2、4、8、16、32、64、96;坡向赋值考虑了不同坡向可燃物的温度及火灾蔓延的速度,最后将布设林火阻隔带的坡向最佳顺序定为阴坡平面半阴半阳坡阳坡,相应赋值为1,2,3,5。赋值后,即可以生成各主要影响因素的单因子费用模型,再根据各个主要影响因子权重比例进行叠加计算,得到综合费用模型。再依据研究区域季节风向在综合费用模型上选定选线走向及起终点,根据最小成本路径法计算得到优化路径,将其与自然阻隔带、工程阻隔带及生物阻隔带组成闭合林火阻隔网络。经过线路优化及延伸处理后,将生物阻隔带与河流阻隔带、路线优化计算出的阻隔路线、工程阻隔带连接,使研究区域初步形成林火阻隔网系统。解决了原有生物阻隔带断头、分散及不均匀的问题,也解决了火灾救援通道不畅及最佳救援路线的选择问题。通过选线,研究区生物阻隔带密度增加至1.8m/hm2,增加优选线路密度为1.0m/hm2。
【图文】：

林场,企业化管理,注重生态,社会经济状况

图２－１大桂山林场生物阻隔带图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ邋Ｂａｒｒｉｅｒ邋Ｓｔｒｉｐ邋ｏｆ邋Ｄａｇｕｉｓｈａｎ邋Ｆｏｒｅｓｔ邋Ｆａｒｍ逡逑２．邋１．４社会经济状况逡逑大桂山林场是自治区直属林场之一，是企业化管理单位，一直注重生态建设与产业逡逑。、

示意图,示意图,林场,数据获取

阻隔带杂草丛生而加速火灾蔓延。因此，将防火隔离带建设成为可通达的防火阻隔网势逡逑在必行。逡逑图２－１大桂山林场生物阻隔带图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ邋Ｂａｒｒｉｅｒ邋Ｓｔｒｉｐ邋ｏｆ邋Ｄａｇｕｉｓｈａｎ邋Ｆｏｒｅｓｔ邋Ｆａｒｍ逡逑２．邋１．４社会经济状况逡逑大桂山林场是自治区直属林场之一，是企业化管理单位，一直注重生态建设与产业逡逑结合发展以带动周边人民的生活水平。林场及周边种植经营的主要用材树种有桉树、松逡逑树和杉树，经济树种有油茶、板栗和八角等。林杨实施种植加工一体化，共设有七个分逡逑场和三个对外造林部，投资开办了邋８个公司，全场共有职工约１８００人，带动了周边群逡逑众的积极性及带来了高就业率。近些年，大桂山林场及周边农民不断尝试林果、林苗、逡逑林药、林菌和林畜套种、套养的新模式，，并不断扩大规模，大力发展林下经济，带动整逡逑个研宄范围的生态和经济并重发展。逡逑２．２数据源逡逑隔离带选线的基础是获得全面、准确、详尽的数据，数据获取关系到处理结果的精逡逑度。数据获取分为：逡逑（１）基础分类数据获取逡逑①研宄区电子地图制作逡逑将研究区域地形图扫描成电子地图，由于大桂山林场所在范围分布在不同的地形图逡逑中
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S762;P208

【参考文献】