1、森林扑火辅助决策指挥系统 解决方案1森林扑火辅助决策指挥系统建设规划前 言随 着 信 息 技 术 的 迅 猛 发 展 和 越 来 越 高 的 森 林 防 火 工 作 要 求 ， 新 时 期 的 森 林防 火 工 作 需 要 建 立 一 套 完 善 的 森 林 防 火 辅 助 决 策 支 持 系 统 ， 因 此 将 “3S”技术 （ 遥 感 技 术 RS、 地 理 信 息 系 统 GIS、 全 球 定 位 系 统 GPS） 和 网 络 技 术 、 通 讯技 术 进 行 有 机 地 整 合 ， 建 成 一 个 能 够 为 森 林 防 火 指 挥 部 提 供 日 常 林 火 管 理 和 扑 火指 挥
2、 的 辅 助 决 策 工 具 ， 提 高 森 林 防 火 工 作 信 息 化 和 现 代 化 水 平 。 具 体 建 设 内 容主 要 包 括 三 个 方 面 ： 建 立 森 林 防 火 地 理 信 息 系 统 ， 为 扑 火 队 伍 GPS 跟 踪 系 统 提供 监 控 平 台 ， 建 立 三 维 电 子 沙 盘 系 统 。一 、 指 导 思 想 及 建 设 目 标要 将 卫 星 遥 感 （ RS） 、 卫 星 定 位 （ GPS） 、 地 理 信 息 系 统 （ GIS） 等 3S 技术 进 行 集 成 ， 结 合 森 林 防 火 管 理 信 息 系 统 （ MIS） ， 创 建 基 于
3、地 理 信 息 系 统（ GIS） 为 平 台 的 ， 集 地 理 信 息 、 森 林 资 源 信 息 、 防 火 管 理 专 题 信 息 和 跟 踪 、 监控 、 定 位 、 调 度 指 挥 为 一 体 的 ， 具 有 信 息 化 、 智 能 化 的 “森 林 扑 火 辅 助 决 策 指挥 系 统 ”。 该 系 统 能 够 查 询 全 区 自 然 状 况 、 社 会 状 况 、 林 业 状 况 等 综 合 信息 ； 查 询 森 林 防 火 各 类 专 题 信 息 ； 扑 火 指 挥 过 程 中 查 询 地 形 、 地 貌 、 交 通 、 水 系 、设 施 等 相 关 信 息 ， 进 行 火
4、场 定 位 、 火 情 态 势 标 绘 ， 跟 踪 和 监 控 扑 火 队 伍 动 态 ， 提供 辅 助 扑 火 方 案 等 。 要 使 森 林 防 火 指 挥 部 在 进 行 扑 火 指 挥 时 ， 能 够 迅 速 得 到 信息 化 、 智 能 化 的 辅 助 决 策 支 持 。二 、 森 林 扑 火 辅 助 决 策 指 挥 系 统 在 防 火 工 作 中 的 作 用该 系 统 按 照 规 划 建 成 后 能 够 进 一 步 实 现 森 林 防 火 工 作 的 信 息 化 和 智 能 化 ， 将 在日 常 的 机 关 内 业 管 理 和 扑 火 指 挥 工 作 中 发 挥 重 要 作 用 。
5、 该 系 统 的 用 途 可 以 简 单 地 概括 为 以 下 几 方 面 ：一 查 ： 查 询 、 浏 览 各 类 综 合 信 息 。 如 本 地 区 的 政 治 、 经 济 、 社 会 、 自 然 、 环境 、 地 形 、 地 貌 、 交 通 、 水 系 等 公 共 信 息 ； 本 地 区 的 林 业 管 理 、 森 林 资 源 分 布 、 林森林扑火辅助决策指挥系统 解决方案2相 、 防 火 设 施 设 备 、 扑 火 力 量 分 布 、 火 险 预 报 、 卫 星 林 火 监 测 等 专 题 信 息 。二 图 ： 电 子 地 图 功 能 。 在 计 算 机 上 使 用 和 操 作 各
6、类 专 题 地 图 ， 如 行 政 区 划 图 、森 林 分 布 图 、 森 林 防 火 区 划 图 、 森 林 火 险 预 报 图 、 防 火 设 施 分 布 图 、 扑 火 队 伍 分 布图 、 卫 星 监 测 热 点 云 图 等 ， 能 够 查 图 、 看 图 、 标 图 、 定 位 、 量 算 和 打 印 ， 能 够 二 维操 作 平 面 图 ， 也 能 三 维 立 体 地 观 看 地 形 地 貌 （ 电 子 沙 盘 ） 。三 跟 ： 扑 火 队 伍 跟 踪 。 实 时 采 集 GPS 信 息 ， 把 扑 火 队 伍 的 动 态 位 置 显 示 在 电子 地 图 上 ， 跟 踪 监 控
7、 扑 火 队 伍 的 动 态 ， “可 视 化 ”地 调 度 指 挥 扑 火 队 伍 。三 、 建 设 内 容 及 规 模（ 一 ） 数 据 库 建 设 ： 在 现 有 数 据 的 基 础 上 ， 增 加 森 林 防 火 工 作 必 须 掌 握 的 相关 信 息 数 据 ， 建 立 比 较 详 尽 和 实 用 的 数 据 库 。1、 地 图 数 据 库1： 25 万 数 字 地 形 图 （ 矢 量 数 据 ）1： 25 万 等 高 线 高 程 模 型 （ DEM 矢 量 数 据 )1： 5 万 电 子 地 形 图 （ DRG 数 据 、 彩 色 全 要 素 ）2.5 米 分 辨 率 的 ETM
8、 卫 星 影 像 图2、 属 性 数 据 库防火了望塔分布数据库 防火检查站分布数据库 防火管护站分布数据库 扑火队伍分布数据库阻隔系统（防火线）分布数据库 储备库分布数据库防火公路分布数据库防火办机构分布数据库林业局林场林业机构分布数据库（ 二 ） 应 用 系 统 功 能 建 设 ：森林扑火辅助决策指挥系统 解决方案3（ 1） 森林防火专题信息查询与管理系统该 系 统 主 要 用 于 查 询 本 地 区 的 森 林 防 火 专 题 信 息 ， 通 过 浏 览 地 图 查 询 相 关 森 林防 火 标 志 点 的 属 性 数 据 库 ， 反 过 来 选 择 数 据 库 的 某 条 森 林 防
9、火 专 题 信 息 记 录 可 以 在地 图 上 显 示 查 询 的 位 置 结 果 。 另 外 ， 具 有 对 属 性 数 据 库 维 护 的 功 能 ， 便 于 及 时 更 新森 林 防 火 专 题 信 息 。 操 作 时 ， 类 似 管 理 地 图 册 ， 使 用 者 可 以 创 建 分 类 专 题 地 图 册 ，可 以 对 专 题 地 图 册 内 的 地 图 数 据 和 属 性 数 据 进 行 修 改 ， 可 以 打 印 输 出 。 既 有 查 询 功能 还 有 管 理 功 能 ， 利 用 系 统 数 据 库 中 的 专 题 属 性 数 据 库 结 合 电 子 地 图 ， 查 询 和
10、创 建专 题 地 图 ， 其 特 点 突 出 表 现 在 专 题 地 图 的 制 作 功 能包 括 ： 行 政 区 划 图 、 森 林 分 布 图 、 森 林 防 火 区 划 图 、 防 火 设 施 分 布 图 、 扑 火 队伍 分 布 图 等 。（2）卫星林火监测管理可 在 卫 星 影 像 图 上 叠 加 地 形 图 （ 境 界 、 道 路 、 河 流 、 林 相 ） ， 用 来 判 断 热 点 性 质和 属 地 关 系 。 也 可 以 通 过 录 入 热 点 坐 标 ， 在 图 上 进 行 定 位 显 示 热 点 位 置 。 如 果 能 从“卫 星 热 点 监 测 系 统 ”读 取 热 点
11、 相 素 的 范 围 坐 标 ， 可 以 对 应 地 叠 加 在 地 形 图 上 ， 显示 热 点 范 围 。 同 办 公 管 理 系 统 结 合 起 来 （ MIS） ， 对 监 测 和 反 馈 的 信 息 能 够 进 行 管理 。（3）扑火调度指挥主 要 用 于 发 生 火 灾 后 ， 将 调 度 上 来 的 火 场 情 况 采 取 符 号 化 的 办 法 ， 标 绘 在 电 子地 图 上 。 主 要 实 现 查 询 和 快 速 标 绘 的 功 能 ：火 场 定 位 ： 输 入 火 场 的 中 心 坐 标 ， 在 图 上 进 行 定 位 ， 并 查 阅 周 围 的 相 关 信 息 。根 据
12、 了 望 塔 观 测 的 方 位 和 距 离 定 位 火 点 位 置 并 以 林 火 图 标 叠 加 于 数 字 地 图 上 。（4）扑火队伍 GPS 跟踪具 有 可 与 GPS 通 讯 设 备 接 口 的 模 块 ， 为 扑 火 队 伍 GPS 跟 踪 监 控 系 统 提 供 配 套显 示 平 台 ， 并 具 有 对 监 控 的 GPS 数 据 对 象 进 行 跟 踪 显 示 和 属 性 管 理 功 能 。配 置 两 种 运 行 版 本 ， A 型 系 统 软 件 具 有 接 收 和 转 发 GPS 数 据 功 能 ； C 型 系 统软 件 不 具 有 转 发 GPS 数 据 功 能 ， 只
13、 能 接 收 和 网 上 下 载 GPS 数 据 。 在 林 业 局 级 指 挥中 心 可 以 安 装 A 型 软 件 ， 应 用 软 件 系 统 与 GPS 无 线 传 输 系 统 连 接 ， 能 够 读 取 GPS森林扑火辅助决策指挥系统 解决方案4数 据 ， 显 示 扑 火 队 伍 位 置 ； 同 时 将 GPS 数 据 转 发 到 上 一 级 指 挥 中 心 GPS 服 务 器 中 ，建 立 GPS 数 据 库 。 在 各 级 指 挥 中 心 调 度 终 端 安 装 C 型 软 件 ， 通 过 互 联 网 访 问 GPS服 务 器 ， 下 载 GPS 数 据 ， 然 后 在 电 子 地
14、 图 上 显 示 扑 火 队 伍 位 置 。（5）三维电子沙盘依 据 数 字 高 程 模 型 数 据 （ DEM） 、 矢 量 地 形 数 据 、 正 射 影 像 数 据 ， 创 建 三 维 立体 图 形 （ 电 子 沙 盘 ） ， 具 有 多 种 灵 活 操 作 的 浏 览 、 查 询 、 量 算 功 能 ， 并 能 够 跟 踪 显示 GPS 定 位 信 息 ， 实 现 在 三 维 场 景 下 的 扑 火 队 伍 GPS 跟 踪 监 控 。四 、 系 统 结 构 设 计（ 一 ） 系 统 运 行 环 境1 硬 件 环 境充 分 利 用 现 有 计 算 机 硬 件 设 备 及 网 络 环 境
15、， 在 调 度 计 算 机 终 端 上 运 行 本 系 统 。2 软 件 环 境（ 1） 以 Microsoft Windows XP 作 为 操 作 系 统 。（ 2） 采 用 ArcEngine 9.3 软 件 ， 建 立 森 林 防 火 图 形 数 据 库 和 卫 星 影 像 数 据 库 。（ 4） 采 用 ArcEngine 3D 9.3 软 件 ， 建 立 三 维 电 子 沙 盘 数 据 库 。（5）安装“ 森林扑火辅助决策指挥系统”应用软件（V3.0）。（ 二 ） 模 块 设 计系 统 功 能 采 取 模 块 化 设 计 ， 每 个 子 系 统 内 的 功 能 模 块 具 有 相
16、对 独 立 性 和 可 扩 展性 。 功 能 模 块 分 为 通 用 模 块 和 专 用 模 块 ， 通 用 模 块 是 指 在 每 个 子 系 统 中 都 具 备 的 功能 ， 专 用 模 块 是 指 该 子 系 统 中 特 有 的 功 能 。通 用 模 块 主 要 是 指 “电 子 地 图 管 理 模 块 ”， 包 括 以 下 功 能 ：（ 1） 地 图 检 索 查 询根 据 需 要 ， 有 多 种 途 径 和 方 法 调 阅 查 找 数 据 库 中 的 地 图 及 相 关 信 息 。 可 根 据 地理 坐 标 检 索 显 示 目 标 区 域 ； 可 根 据 经 营 管 理 单 位 检 索
17、 显 示 目 标 区 域 ， 可 根 据 地 名 检索 显 示 目 标 区 域 ； 可 根 据 系 统 提 供 的 导 航 图 确 定 显 示 目 标 区 域 。（ 2） 图 形 控 制根 据 操 作 员 的 需 求 ， 实 现 对 图 件 的 漫森林扑火辅助决策指挥系统 解决方案5游 、 窗 口 变 化 等 各 种 操 作 。 可 根 据 显 示 开 关 设 置 及 缩 放 比 例 适 当 增 减 要 素 内 容 ，以 达 到 视 图 范 围 内 适 当 的 信 息 载 负 量 。（ 3） 地 图 量 算量 算 二 维 地 图 上 任 意 两 点 间 的 直 线 距 离 和 折 线 距 离
18、； 任 意 封 闭 区 域 的 面 积 ； 任意 一 点 的 方 位 。 （ 坡 度 、 坡 向 ）（ 4） 综 合 信 息 查 询查 询 道 路 、 河 流 、 居 民 点 、 林 相 、 检 查 站 、 管 护 站 及 防 火 设 施 、 扑 火 力 量 等 森林 防 火 综 合 信 息 。（ 5） 地 图 输 出根 据 需 要 编 辑 边 框 、 图 例 ， 打 印 输 出 各 种 专 题 地 图 。（ 6） 图 层 叠 加卫 星 遥 感 影 象 叠 加 ， 数 码 照 片 定 位 镶 嵌 ， 专 题 图 叠 加 。（ 7） 数 据 库 操 作 及 管 理具 有 分 类 数 据 统 计
19、汇 总 、 统 计 分 析 、 条 件 查 询 及 数 据 整 理 、 更 新 等 数 据 库 的 管理 功 能 。（ 三 ） GPS 扑 火 队 伍 跟 踪 设 计通过无线对讲机与全球定位系统（GPS）结合在一起，在防火工作中运用现有的无线电通讯设备可以实现 GPS 的连接的建立、断开，轨迹回放等各种功能。结合的电子地图,为决策、即时监控、准确定位提供了快捷方便的方式。1.功能大体可分为:轨迹回放轨迹回放功能可以从数据库中有选择地将我们存储的定位数据在电子地图上按时间顺序逐点显示位置或轨迹。建立连接通过这一功能，可以实现通过地区的专线网络连接林业局的控制中心，得到终端的即时监控的数据，从而做
20、到实时监控各个 GPS 终端,也可访问其历史数据。获得历史数据建立连接后主要的目的是获得林业局的 GPS 历史数据。森林扑火辅助决策指挥系统 解决方案62.林业局级的 GPS 操作,这一级的操作不再仅仅是调用数据，它可以实现对前方终端的呼叫，并可以向地区传回定位数据。呼叫报位在进行野外监测中，利用此功能可以即时的掌握各个终端的位置。 对某一个 GPS 终端进行即时呼叫。获得报位信息将在地图显示区域以点符号动态即时定位。 选呼是指可以同时对一个或多个终端同时进行呼叫，选择一个终端的时候起实现效果同单呼相同。 选择“广播”时，则要求所有的终端都进行报位操作。 确定后，该终端如果给予回应，则该报位点
21、在地图显示区域一点符号的形式显示。实时监控实时监控是指可以对我们感兴趣的终端进行实时监控。 所有的 GPS 终端列表，从该列表中选取需要监控的终端。 列出所有需要监控的终端，可以进一步从所有终端中添加，或删除。发送导航点当我们使用 PDA 型 GPS 接收机的时候，在 GPS 接收机的屏幕无法确定自己在位置。我们通过该功能起到导航的作用。发送导航线除了可以发送导航点指导 GPS 接收机定位以外，还可以实现发送导航线，指导GPS 具体走那一条路线。3.功能示意图:地区级功能表示为:森林扑火辅助决策指挥系统 解决方案7GPS监控系统 呼 叫 终 端发 送 信 息轨 迹 回 放数 据 管 理终 端
22、设 置接 收 数 据 发 送 导 航 信 息发 送 语 音 信 息发 送 文 本 信 息设 置 所 有 终 端设 置 监 控 终 端查 询 终 端监 控 状 态查 询 报 位选 择 呼 叫地区级系统功能如下图所示： GPS监控系统 获 取 数 据轨 迹 回 放历 史 数 据 管 理拨 号 连 接系统关系如下：G P S 服务器林业局防火办监控分中心 林业局防火办监控分中心 林业局防火办监控分中心通讯指挥车移动中心通讯指挥车移动中心扑火队伍 G P S扑火队伍 G P S扑火队伍 G P S扑火队伍移动指挥机扑火队伍移动指挥机扑火队伍移动指挥机上一级指挥中心G P S 信号G P S 信号G P S 信号通讯信号通讯信号通讯信号互联网或地区专线互联网或地区专线互联网哈尔滨北京广州上海
