基于信息扩散理论的区域森林火灾风险预测研究

摘要

随着森林火灾研究的不断深入及经济建设的日益发展，森林风险研究已成为森林火灾研究的一种新视角，森林火灾严重破坏生态环境、造成巨大经济损失，是影响我国经济发展的一个重要因子，有必要对森林火灾风险进行研究，本文引入一种新的科学理论方法——信息扩散理论，对森林火灾风险进行了预测与分析，旨在为决策者进行森林火灾管理和制定防灾减灾策略提供科学依据，减少林火带来的损失，保障人民群众的生命财产安全。 本研究利用2000-2012年期间湖南省森林火灾数据，结合GIS和统计方法分析了湖南省火灾风险的时空动态分布特征;基于信息扩散理论，采用森林火灾发生次数作为计算指标，借助Matlab的编程与计算功能，对湖南省森林火灾进行了风险计算分析，并结合GIS制成森林火灾风险区划图，研究的主要内容及结论如下: (1)针对森林火灾发生的规律及研究区地域特点，结合GIS技术分析了湖南省火灾风险的时空动态特征，并确定了不同等级森林火灾的不同发生频次的分布区。 (2)基于信息扩散理论，计算出湖南各市（州）不同风险水平的森林火灾的风险估计值，风险估计值是超越概率值，表示超过对应风险水平发生的概率，随着风险水平的增大，风险估计值逐渐减小，风险估计值最先达到0的是湘潭，最后为邵阳，风险估计值不为0，表明可能发生对应风险水平的森林火灾，风险估计为0，表示相应的风险水平下的森林火灾不可能发生，据此预测得到各市（州）年森林火灾可能发生次数区间。 (3)根据各风险水平下的风险估计值(r)，计算出重现年限为1/r，预测出了不同风险水平下森林火灾的重现年限，比如森林火灾年发生次数为130次时，常德市每隔2.8年会遭遇年发生次数为130次以上的森林火灾，怀化市为1.9年，邵阳市为1.2年，娄底市为2.9年，湘潭市为7年，益阳市为2.5年，永州市为1.6年，岳阳市为2.8年，张家界市为4.1年，长沙市为1.5年，株洲市为2.6年，湘西自治州为4.1年。 (4)通过累加风险估计值得到综合风险估计值，再结合蓄积损失量，对湖南各市（州）森林火灾风险值进行了定量计算，风险值(r)=风险概率值(p)×损失(d)，得到湖南省各市（州）森林火灾风险值，最高值为邵阳市1744，最低值为张家界市18.79。 (5)根据湖南各市（州）森林火灾风险值，将湖南省森林火灾风险分为低度、中度、高度和极高度四个等级，邵阳市处于极高度风险区，长沙市、怀化市、永州市和郴州市处于高度风险区，岳阳市、益阳市、株洲市和衡阳市处于中度风险区，湘潭市、娄底市、常德市、张家界市和湘西自治州处于低度风险区，利用GIS技术进行风险区划，得到湖南省森林火灾风险区划图。 森林火灾风险研究是近年来森林火灾研究中新的领域，还没有形成完整的理论体系，随着科技的不断进步，新理论、新技术和新方法将进一步运用到森林火灾风险研究中，森林火灾风险研究和森林火灾防灾减灾管理工作将会迈上新的台阶。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 前言

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究的目的与意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 国外研究进展

1．2．2 国内研究进展

1．3 课题来源与研究内容

1．3．1 课题来源

1．3．2 主要研究内容

1．4 研究方法

1．4．1 信息扩散理论

1．4．2 信息扩散理论的优缺点

1．4．3 信息扩散理论的应用领域

1．5 存在问题与研究前景

1．5．1 存在问题

1．5．2 研究前景

1．6 技术路线

2 研究区概况

2．1 地理位置

2．2 地形地势

2．3 气候

2．4 土壤

2．5 水资源

2．6 社会经济情况

2．6．1 人口状况

2．6．2 经济状况

2．7 森林资源

2．8 森林火灾状况

2．9 森林防火存在问题

3 湖南森林火灾动态格局研究

3．1 基于GIS的森林火灾空间分析

3．2 湖南森林火灾发生的时间特征

3．3 湖南森林火灾发生的空间特征

3．3．1 森林资源基本分布情况

3．3．2 一般森林火灾分布特点

3．3．3 较大森林火灾分布特点

3．3．4 重大森林火灾分布特点

3．3．5 森林火灾整体分布特点

4 湖南森林火灾预测与分析

4．1 相关概念

4．2 基于信息扩散理论的森林火灾预测原理与实现

4．2．1 森林火灾信息扩散预测原理

4．2．2 森林火灾风险信息扩散的Matlab程序设计

4．2．3 湖南森林火灾风险预测

4．3 湖南森林火灾风险预测结果分析

4．4 湖南森林火灾风险成因分析

4．5 防灾减灾建议

4．6 本章小结

5 结论与讨论

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 讨论

参考文献

附录 攻读学位期间的主要学术成果

致谢