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1、GPS定位系统在森林防火中的应用工程技术——2:ChinaNewTechnologiesandProductsGPS定位系统在森林防火中的应用马云超(东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040)摘要:介绍一种基于无线网络,多媒体,GPS等多项高新技术的森林防火辅助决策定位子系统架构,对该系统进行了实践.本文从灾前预警,灾中辅助指挥,灾后损失评估三个阶段研究了其应用~Ls-作原理.关键词:森林防火;GPS;应用l引言森林火灾是指失去人为控制,在林地内自由蔓延和扩展,对森林,森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为,是一种突发性强,破坏性大,处
2、置救助较为困难的自然灾害.由于我国森林火灾的频繁发生,对如何防治森林火灾一直以来是一个难题.1987年5月我国经历了大兴安岭特大森林火灾,森林火灾就引起我国政府的高度重视.随着高新技术不断出现,在森林火灾的防治工作中应用了这些技术,这就在防范和保护我国森林资源方面起到积极作用,极大的减少森林火灾带给我们的损失.本系统的研究目的就是从森林火灾的预防,扑救和灾后损失统计三个方面考虑,采用先进的GPS,地理信息,网络通讯和多媒体等高新技术,建立一个功能完善,操作方便,实用性强的森林防火GPS定位子系统,从而辅助防火工作人员进行森林火灾预防,扑救和管
3、理.2定位系统的设计该系统主要由GPS移动终端,监控中心局域网和地面通讯网络三部分构成.如图1所示.图1总体结构图GPS移动终端:由GPS定位数据获取,基础空间数据的采集和编辑,视频采集,移动导航,无线电呼日H报警和通话以及无线电通讯等功能组成.地面通讯网络:主要用来解决GPS移动终端和指挥中心之间信息交流的数据传输问题.监控中心局域网:主要用来协助指挥者制定各种森林防火的方案,更新基础数据,通过Web发布预警信息,在火灾过程中协调调用各个防火队和防火设施,通过从终端接受的数据及时显示火灾现场的情况,以及历史数据的访问等.本系统主要由三大功能
4、模块组成:基础数据采集模块,GPS移动单元的监控和定位跟踪模块,数据处理和分析模块.(1)GPS移动终端主要组成部分.GPS移动图2移动终端结构图终端结构如图2所示,主要包括通讯模块,语音呼叫终端,视频录制模块(摄像头),GPS定位信息获取,语音呼叫,目标导航等.(2)地面通讯网络.选择有线网络和无线网络相结合的方式.有线网络主要用于监控中心局域网的建设.无线网络主要用于监控中心和GPS移动终端的网络建设.无线网络通讯方式有两种:专用无线通信网和公众无线网络.专用无线网络:主要是利用林业部门已有的频率波段来建立,利用此方式的优点是由于进行中继
5、的基站是由我们自己根据需要来建立的在一定程度上能解决山区网络信号覆盖差的问题.但费用可能较高.公众无线网络:GPRS和CDMA这个网络的优势我就不说了,但从经济和实用角度来看选择这两种网络最适宜,但从我们的系统运行环境来看.因为这系统主要运作在人烟稀少的山区,因此这两种网络是否覆盖了这个区域.对这个系统的实施有很大影响.问题:网络的覆盖率和信号的稳定性如何解决?系统的最终实现有线网络上选择了基于TCP,IP协议的局域网,无限网络选择了EDGE网络,因为在这一研究林区内,EDGE网络信号相对比较稳定而且价格相对比较合理.其它网络不是成本过高就是
6、信号不稳定.(3)系统监控中心.系统监控中心结构如图3,主要包括与移动终端通讯模块,GIS终端,电子显示屏,主控计算机局域网,Internet网络,数据库等.图3监控中心结构图3系统运行的工作原理火灾预警阶段:根据监控中心的火灾预报信息,利用GPS移动终端指引防火工作者去火灾高发区进行实地考察,并时时(2分钟)通过GPS移动终端向监控中心返回防火队员的位置数据和周围的环境信息,并在地图上显示,供监控中心工作人员实时了解GPS移动终端人员的情况,防灾害于未然.考察结束后,将采集到的有用信息导入监控中心数据库,做前期的数据积累.如果发现火灾立即通
7、过GPS移动终端向监控中心进行火灾报警,并传回火灾位置和现场掌握的信息.火灾扑救阶段:当发现火灾后,监控中心立即根据目前掌握的火灾情况,制定应急方案.并通过监控中心的呼叫功能向附近的森林防火队下达灭火通知,灭火队员配备GPS移动终端根据实时接收到得指令进行灭火任务,并根据接受到的数据需求向监控中心实时发送所需的信息数据.指挥人员通过接受到的数据,再结合前期设计好的各种模型,做出科学的分析和合理的指挥,在对最短的时问内以最小的损失扑灭大火,并防止在灭火过程中的突发事件,预防现场防火队员无法预测的危险.灾后重建阶段:林火工作人员利用GPS移动终端
8、的基础数据采集功能,通过记录一些特征点的坐标,将这些点的坐标从WGS84坐标系下转换成西安80坐标系下的坐标,传回监控中心,监控中心用这些转换后的点生成面状要素和其
