一种自适应微型森林消防站布局方法

1.本发明涉及森林防火领域，特别涉及一种自适应微型森林消防站布局方法。


背景技术：

2.森林火灾是全球主要的自然灾害之一，具有随机性、突发性、灾难性。随着人们对美好生活的需求不断上升，空气清新、风景独特、远离城市的森林景区成为人们外出休闲的首选，是带动当地经济发展的重要支柱产业。然而，密集的人流也为景区火源管理带来难题，火种一旦落地，伴随着林内大量可燃物火势必然极为迅猛，若没得到及时扑救，火灾将不可控制，破坏景区美景、文物，对当地居民和游客生命财产造成重大损失。
3.经调查发现，云南名山景区发生火灾时，在消防队无法到达时，景区的消防站设施不具备及时快速扑救森林火灾的能力，容易错过最佳扑救时间，小火变大火，进而使得火灾无法控制。景区普遍会设置消防站，但大多是重复设置，浪费资金，不经过科学合理的选址安置合适的消防设施，不能起到防火控火的目的。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种自适应微型森林消防站布局方法，充分利用了道路的空余空间，不会破坏环境，避免了复杂的考察建设条件及前期准备环节，保证了经济性、安全性和便捷性。
5.为了实现上述技术目的，本发明提供了一种自适应微型森林消防站布局方法，包括：
6.s1，获取研究区域的火险等级、居民及景点距离和交通条件；
7.s2，基于所述火险等级、所述居民及景点距离和所述交通条件，得到所述研究区域的微型消防站需求等级；
8.s3，基于所述微型消防站需求等级，得到微型消防站配备等级；
9.s4，基于所述微型消防站需求等级进行初步选址，并进行优化补充，结合所述微型消防站配备等级，完成微型消防站配备。
10.可选地，所述火险等级的区划指标包括：植被类型、海拔、坡向和坡度。
11.可选地，所述s2包括：
12.s21，基于所述火险等级、所述居民及景点距离和所述交通条件，采用层次分析法得到微型消防站需求影响因子权重；
13.s22，基于所述微型消防站需求影响因子权重，采用加权叠加法，得到所述微型消防站需求等级。
14.可选地，所述微型消防站需求等级的计算公式为：
[0015][0016]
式中，ffd为微型消防站需求等级；wi为各影响因子权重；xj为微型消防站需求影
响因子等级值。
[0017]
可选地，采用沿道路选址法进行所述初步选址。
[0018]
可选地，所述沿道路选址每隔1600m生成一个微型消防站选址点，每个所述微型消防站的覆盖半径为800m。
[0019]
可选地，所述微型消防站配备结果为：
[0020]
所述微型消防站需求等级为ⅰ级时，所述微型消防站配备等级为一级；
[0021]
所述微型消防站需求等级为ⅱ、ⅲ级时，所述微型消防站配备等级为二级；
[0022]
所述微型消防站需求等级为ⅳ、
ⅴ
级时，所述微型消防站配备等级为三级。
[0023]
本发明具有如下技术效果：
[0024]
充分利用了道路的空余空间，不会破坏环境，避免了复杂的考察建设条件及前期准备环节，保证了经济性、安全性和便捷性。对提高景区森林前期火灾扑救能力和森林火灾防控有着重要价值。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]
图1为本发明一种自适应微型森林消防站布局方法的流程框图；
[0027]
图2为本发明实施例的研究区域火险等级分布图；
[0028]
图3为本发明实施例的居民点及景点缓冲区火险等级图；
[0029]
图4为本发明实施例的道路缓冲区火险等级图；
[0030]
图5为本发明实施例的微型消防站需求等级分布图；
[0031]
图6为本发明实施例的微型消防站已覆盖及未覆盖范围图；
[0032]
图7为本发明实施例的微型消防站覆盖结果图。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
如图1所示，本发明公开一种自适应微型森林消防站布局方法，包括：
[0035]
本实施例的研究区域为云南省大理州宾川县鸡足山。
[0036]
s1，获取研究区域的火险等级、居民及景点距离和交通条件；
[0037]
(一)火险等级区划指标：选取植被类型、海拔、坡向和坡度4个因子作为森林火险区划指标，包括：
[0038]
(1)植被类型：鸡足山的植被分为无林地、草地、灌丛、阔叶林、针叶林。植被数据来自中国科学院资源环境科学与数据中心http://www.resdc.cn/。
[0039]
(2)地形因子：林火地形因子主要考虑海拔、坡向和坡度。地形数据来自于地理空
间数据云(http://www.gscloud.cn/)的研究区dem数字高程地图。
[0040]
(二)居民及景点距离和交通条件数据与植被类型来源相同。
[0041]
采用arcgis10.5及envi软件处理得出研究区域的坡度、坡向、海拔、道路(交通条件)、植被类型、居民点及景点图像。采用层次分析法对上述需求影响因子进行权重划分，权重赋予如表1：
[0042]
表1
[0043][0044]
采用加权叠加法综合所有因子，通过arcgis10.5软件的栅格计算器计算火险等级，计算公式为：
[0045][0046]
式中，ffd'为火险等级；w'i为各影响因子权重；x'j为林火影响因子等级值。
[0047]
将鸡足山研究区域分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
五个火险等级，分别对应较低火险、低火
险、高火险、较高火险、极高火险五类森林火险区，火险等级ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
区域面积分别占鸡足山总面积的7.72％、11.77％、27.78％、35.14％、17.59％，如图2所示。
[0048]
s2，基于火险等级、居民及景点距离和交通条件，得到研究区域的微型消防站需求等级；
[0049]
(一)火险等级：火险等级越大，对微型消防站的需求越大；反之，越小。
[0050]
(二)居民及景点距离：距居民点及景点近的区域，人员容易发现初期火灾，也方便携带消防器具灭火，对微型消防站的需求越小；反之，越大。
[0051]
(三)交通条件：不利的交通条件会增加扑火人员赶路时间，同时因为携带灭火器具会加大体力的消耗，不利于扑火人员的行动，对微型消防站的需求越大；反之，越小。
[0052]
s21，根据各区划因子不同的火险等级，如表2，通过arcgis10.5制作居民点及景点缓冲区火险等级图(图3)和道路缓冲区火险等级图(图4)，图中图例ⅰ、ⅱ、ⅲ分别对应较低火险、低火险、高火险。
[0053]
表2
[0054][0055]
在根据火险等级的划分的基础上，依据各区划因子对微型消防站需求等级大小分别赋予其对应的需求等级值，并采用层次分析法对各因子赋予权重，如表3：
[0056]
表3
[0057][0058]
s22，使用加权叠加法综合所有因子，通过arcgis10.5的栅格计算器计算得出微型消防站需求度等级，计算公式为：
[0059][0060]
式中，ffd为微型消防站需求等级；wi为各影响因子权重；xj为微型消防站需求影响因子等级值。
[0061]
s23，采用arcgis10.5分析功能将研究区域分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
五类微型消防站需
求等级，最终得到研究区域基于火险等级、交通条件、居民点及景点缓冲区远近分析的微型消防站需求等级表表4和图5：
[0062]
表4
[0063][0064]
s3，基于微型消防站需求等级，得到微型消防站配备等级；
[0065]
名山景区微型消防站以扑灭初期火灾为主要目标，且其规模也只允许放置消防装备，同时，微型消防站也应当兼备经济节约性，所以其不同等级的区别也应当体现在消防装备配备的类型及数量上。配备等级与对应等级配备的器材如表5所示：
[0066]
表5
[0067]
[0068]
[0069][0070]
s4，基于微型消防站需求等级进行初步选址，并进行优化补充，结合微型消防站配备等级，完成微型消防站配备。
[0071]
采用沿道路选址法进行初步选址，利用arcgis的沿线生成点工具，每隔1600m生成一个微型消防站选址点，覆盖半径为800m，共生成沿路微型消防站选址点23个。
[0072]
未被保护覆盖的区域如图6，共有6处，应当需要在这些区域的林中建立补充微型消防站，以此达到研究区域保护全覆盖，根据未覆盖区域的面积来确定林中的微型消防站补充选址点，发现除标记为4的区域外，其余未覆盖区域面积过小，只需一个微型消防站就可全部覆盖，因此可将其选址点定于各个未覆盖区域的中心位置。标记为4的区域需要两个微型消防站才能到达完全覆盖的要求，利用arcgis10.5软件，调整两个微型消防站的选址点，以达到完全覆盖，如图7所示。
[0073]
根据研究区域的微型消防站需求等级，考虑经济因素，确定微型消防站需求等级与其对应的配备等级参考表，如表6：
[0074]
表6
[0075][0076][0077]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。