森林资源小班火险等级综合评测方法研究

摘要

森林火灾是一种严重的自然灾害，一旦发生，很容易失去人为控制，造成重大的经济损失。森林火险的预测预报是森林防火工作中非常重要的一环，精准的森林火险等级的预测预报可以为森林防火工作提供科学的支撑。森林火险受到的影响因素非常复杂，其中气象要素和可燃物的信息是最为重要的影响因子。森林大多分布在地形条件复杂的山区，准确地预测林区气象要素的变化情况，是森林火险预测预报的前提保障。可燃物的分布情况、载量和可燃物的易燃性等信息决定了森林火灾发生的难易程度和森林火灾蔓延危害的程度。本文通过研究森林小班的气象要素空间插值、可燃物载量和易燃性估测技术，建立了森林火险等级的综合评测体系。本论文的主要研究结果和结论有:
　　(1)本文通过研究山地小环境气象要素的空间插值，提出了高精度气象插值方法，为准确预测森林火险提供了理论基础。设计建立的基于PRISM的山地气温插值模型，这种插值方法不仅考虑了海拔和距离对气温空间变化的影响，还引入了坡向因子。在对日平均气温、最高气温、最低气温进行插值时，与其他插值方法相比具有精度高、稳定性好的特点。
　　(2)基于温度插值实现了湿度的分布计算。空气湿度与气温关系非常密切，本文利用基于温度的湿度计算模型，在山地气温插值模型基础上加入湿度计算模块。对空气湿度插值结果的比较验证表明，湿度的插值绝对误差在8％以下，平均绝对误差为2.81％。
　　(3)提出了基于红外热像仪的易燃性评测方法。本文根据野外采集的地表可燃物计算出的含水率与气象要素观测数据，在前人研究基础上分别建立荆条和酸枣等地表可燃物含水率预测模型。通过燃烧试验，测定地表可燃物的初始引燃含水率，并通过红外热像仪分析不同含水率可燃物的燃烧速度、燃烧强度等易燃性指标，建立了基于地表可燃物含水率的可燃物易燃性评测模型。
　　(4)提出新的森林火险综合评测方法。在九龙山试验区对森林资源小班，通过气象要素空间插值并计算得到小班的火险天气等级，并通过预测地表可燃物含水率对小班易燃性进行划分，实现了基于森林火险天气等级与易燃性指标的小班火险综合评测。该方法弥补了目前森林火险预报只有火险天气等级预报的不足，为森林火灾预测预报提供更科学的预测方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 森林火险研究现状

1．2．2 地表可燃物研究现状

1．3 现状分析及问题提出

1．4 主要研究内容

1．5 研究技术路线

1．6 项目来源与经费支持

第二章 研究区概况与主要研究方法

2．1 研究区概况

2．1．1 地理位置概况

2．1．2 研究区气候概况

2．1．3 研究区土壤概况

2．1．4 研究区植被概况

2．1．5 研究区可燃物分布情况

2．2 实验仪器简介

2．3 主要方法

2．3．1 气温空间插值方法

2．3．2 风速风向插值软件——-WindNinja

2．3．3 湿度的计算方法

2．3．4 可燃物载量的计算

2．3．5 森林火险天气计算方法

2．4 实验设计与数据获取方法

2．4．1 气象要素空间分布研究

2．4．2 气象要素数据来源

2．4．3 气象数据预处理

2．4．4 可燃物载量调查

2．4．5 可燃物含水率模型

第三章 林火气象要素空间插值技术

3．1 基于PRISM的插值方法

3．1．1 PRISM的原理

3．1．2 模型算法描述

3．1．3 模型实现

3．2 空气温度插值验证

3．2．1 插值精度指标

3．2．2 交叉验证

3．2．3 模型比较

3．3 空气湿度插值

3．3．1 空气湿度的计算

3．3．2 插值精度分析

3．4 风速风向的插值

3．3 本章小结

第四章 地表可燃物易燃性研究

4．1 初始引燃含水率研究

4．1．1 实验方案

4．1．2 实验结果

4．2 可燃物燃烧烈度研究

4．2．1 实验方案

4．2．2 实验结果

4．4 本章小结

第五章 小班火险综合评测

5．1 评测流程与步骤

5．2 火险评测方法

5．2．1 森林小班的火险天气

5．2．2 森林小班可燃物易燃性评价

5．2．3 森林小班可燃物载量信息

5．3 评测结果

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢