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森林火灾往往具有突发性的特点,这就要求森林火灾扑救工作具备快速反应的能力,争取把森林火灾扑灭在萌芽状态,把森林火灾所带来的损失减少到最低程度,因此森林防火指挥的高效对整个森林扑火过程显得至关重要。森林火灾发生后,防火资源的调配工作非常重要。扑火队伍的及时选派、最佳行进路线的确定是扑火的关键。本研究旨在利用GIS空间、网络分析能力,根据火场当前状况或蔓延情况,火场周围的道路情况及扑火队伍的分布情况,找出扑火兵力、物资的最佳输送线路,辅助扑火指挥部门制定最终的扑救方案。
本文先简述了我国森林火灾的基本情况和有关地理信息系统的一些基本概念,包括地理信息系统概念、地理信息系统数据模型、地理信息系统数据的组织和管理、地理信息系统中的网络分析以及地理信息系统技术在森林火灾扑救中的应用,概述了地理信息系统的发展和应用状况。
本文重点针对扑火队伍和防火物资的调配问题,用GIS网络分析技术进行深入研究:对防火物资及扑火队伍的输送路线进行最佳路径分析;对固定资源的配给进行定位一配置分析。路径分析(Path Analysis)采用网络图论的思想进行问题解析,用经典的Dijkstra算法进行问题求解。定位.配置分析(Location-AllocationAnalysis)通过对需求和供给两者空间行为相互作用的分析,实现网络设施布局的最优化;如根据设定供给点(火场)求需求分配点(水源)的定位问题(Location),采用P-中心问题算法进行问题解析。
在理论研究的基础上,针对森林防火指挥调度的需要,本文用C#语言结合ArcEngine开发出一个GIS应用系统“基于GIS网络分析的林火扑救调度辅助决策系统”。该系统具有电子地图控制、空间数据和属性数据查询及修改、最佳路径分析等功能,较好的满足了现代森林防火调度指挥的需求。
文章探讨了基于ESRI公司的ArcEngine网络数据模型生成、处理道路网络数据的方法。并针对林火扑救调度指挥设计了道路网络数据的属性表、确定了权重。最后采集、收集了实验数据(地形图、道路、水体、DEM等),并以网络数据集(Network Dataset)的模式来组织道路网络数据,存储于PersonalGeodatabase。以此实验数据检验“基于GIS网络分析的林火扑救调度辅助决策系统,结果表明系统运行效果良好,能有效辅助林火扑救调度决策。