CN114020937A - 基于时空智能的林火处理方法、装置及存储介质 - Google Patents

基于时空智能的林火处理方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于时空智能的林火处理方法、装置及存储介质，该林火处理方法包括：接收当前林火事件；基于林火蔓延模型对该当前林火事件在GIS系统中生成林火模拟场景；获取林火事件预案数据；根据该林火模拟场景的动态数据结合该林火事件预案数据，生成该当前林火事件的应急处理方案。本发明能快速生成该当前林火事件的应急处理方案，克服现有技术中存在对林火事件处理不及时的技术问题，实现了快速处理林火事件，从而减少火灾损失。本发明从时间和空间两个角度展示林火事件的相关模拟数据，方便管理人员迅速采取应急措施。本发明可广泛应用于森林防火技术领域。

Description

基于时空智能的林火处理方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及森林防火领域，尤其是涉及一种基于时空智能的林火处理方法、装置及存储介质。
背景技术
林火事件发生后，由于不但林火可能会扩散蔓延，而且还有可能产生电力安全、环境污染、生态破坏等次生灾害。目前针对森林防火，大部分地区均采用传统的监测手段，效率低下，且发生森林火灾之后，各个部门各自为政，尚未形成有效联动，启动相应应急预案不够及时，直接或间接造成了不必要的经济损失。
因此，有必要研究林火事件及其蔓延周边环境的影响，以及潜在的可能触发的公共安全事件。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种基于时空智能的林火处理方法、装置及存储介质，能够快速生成林火事件的应急处理方案，从而帮助人们减少火灾损失。
本发明所采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种基于时空智能的林火处理方法，该林火处理方法包括：接收当前林火事件；基于林火蔓延模型，对该当前林火事件在GIS系统中生成林火模拟场景；获取林火事件预案数据；根据该林火模拟场景的动态数据结合该林火事件预案数据，生成该当前林火事件的应急处理方案。
其中，该获取林火事件预案数据，包括：获取林火事件的划分等级，以及不同等级的林火事件对应的第一林火事件预案数据；获取多个公共部门在林火事件发生时的第二林火事件预案数据；获取各个空间实体的触发缓冲边界数据。
其中，该生成该当前林火事件的应急处理方案，包括：以知识图谱的形式呈现林火事件链。
其中，该生成该当前林火事件的应急处理方案，包括：生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案；该生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案，具体包括：生成消防部门的消防应急处理预案；生成医疗部门的救护应急处理预案；生成公安部门的安全应急处理预案；生成街道部门的疏散应急处理预案；生成教育部门的管理应急处理预案；生成媒体部门的传播应急处理预案；生成环保部门、住建部门、保险部门以及其他相关部门的损失统计和损失赔偿方案。
其中，该生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案，还包括：向该多个公共部门的终端分别发送提醒消息，以提醒该多个公共部门的负责人及时查看该当前林火事件的相关应急措施。
其中，该林火事件的数据包括：着火点位置、气象数据，林地数据以及初始蔓延速率；该气象数据包括：林地位置风向、风速，该林地数据包括林地位置可燃物类型、地形坡度；该林火蔓延模型采用王正非模型或者Rothermal模型计算林火蔓延的速度；采用二维或三维可视化方法展示该林火模拟场景的动态蔓延效果，该林火模拟场景的动态数据包括：林火蔓延面积、林火蔓延覆盖地理位置。
第二方面，本发明提供一种基于时空智能的林火处理装置，该林火处理装置包括：林火事件接收模块，用于接收当前林火事件；林火模拟场景生成模块，用于基于林火蔓延模型，对该当前林火事件在GIS系统中生成林火模拟场景；林火事件预案数据获取模块，用于获取林火事件预案数据；林火应急处理方案生成模块，用于根据该林火模拟场景的动态数据结合该林火事件预案数据，生成该当前林火事件的应急处理方案。
其中，该林火事件预案数据获取模块包括：第一林火事件预案数据获取单元，用于获取林火事件的划分等级，以及不同等级的林火事件对应的第一林火事件预案数据；第二林火事件预案数据获取单元，用于获取多个公共部门在林火事件发生时的第二林火事件预案数据；空间实体触发缓冲边界数据获取单元，用于获取各个空间实体的触发缓冲边界数据。
其中，该林火应急处理方案生成模块包括：林火事件链显示单元，用于以知识图谱的形式呈现林火事件链；林火事件应急方案生成单元，用于生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案。
第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行如上述的方法。
本发明的有益效果是：
本发明通过采用林火蔓延模型在GIS系统中生成当前林火事件的林火模拟场景，基于林火模拟场景的动态数据并结合林火事件预案数据，生成该当前林火事件的应急处理方案，克服现有技术中存在对林火事件处理不及时的技术问题，实现了快速处理林火事件，从而减少火灾损失。本发明从时间和空间两个角度展示林火事件的相关模拟数据，方便管理人员迅速采取应急措施。
附图说明
图1是本发明基于时空智能的林火处理方法的一实施例的流程示意图；
图2是图1的步骤S12中林火蔓延模型的一实施例的结构示意图；
图3是图1的步骤S13中林火事件划分等级的一实施例的结构示意图；
图4是图1的步骤S13中第二林火事件预案数据的结构示意图；
图5是图1的步骤S14中林火事件链的一实施例的结构示意图；
图6是本发明基于时空智能的林火处理装置的一实施例的结构示意图；
图7是图6的林火事件预案数据获取模块13的一实施例的结构示意图；
图8是图6的林火应急处理方案生成模块14的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明基于时空智能的林火处理方法的一实施例的流程示意图。如图1所示，该方法的执行主体为服务器，包括如下步骤：
S11：接收当前林火事件；
在步骤S11中，设置一个进程用于持续监控林火事件。监控林火事件的方法可以是:与林业部门的林火预警设备连续进行通信，以获取林火事件。
该林火事件的数据主要包括：着火点位置、气象数据(林地位置风向、风速)、林地数据(林地可燃物类型、地形坡度)以及初始蔓延速率。
S12：基于林火蔓延模型，对该当前林火事件在GIS系统中生成林火模拟场景；
可选地，该林火蔓延模型采用王正非模型或者Rothermal模型计算林火蔓延的速率。例如，王正非模型的蔓延速率计算公式为：V＝V0*Ks*Kw*Kφ，其中，V为该蔓延速率，V0为初始蔓延速率，Ks为可燃物类型的修正系数，Kw为风力修正系数，Kφ为地形坡度修正系数。
如图2所示，该林火蔓延模型为：基于最初的着火点位置，产生多个触发点分别在多个蔓延方向上进行蔓延，在经过一定的计算周期之后，将各触发点的终点蔓延位置分别作为新的着火点位置，产生新的子触发点进行蔓延，在经过一定的计算周期之后，将各子触发点的终点蔓延位置分别作为新的着火点位置，再产生新的子触发点进行蔓延……如此，不断产生新的触发点，在新的方向上进行蔓延，直到结束该蔓延过程。
每个触发点的蔓延速率计算方法为：将GIS系统中的地图划分为多个GIS网格，获取每个GIS网格的可燃物类型修正系数Ks，每个GIS网格的风力修正系数Kw,每个GIS网格的地形坡度修正系数Kφ，然后计算得出每个GIS网格对应的蔓延速率。如果触发点的当前位置落在某个GIS网格内，则这个触发点的蔓延速率为该GIS网格对应的蔓延速率。
优选地，采用二维或三维可视化方法显示该林火模拟场景的动态蔓延效果。
S13：获取林火事件预案数据；
该林火事件预案数据预先设置在系统中，在步骤S11之前，设置该林火事件预案数据，该林火事件预案数据包括：林火事件的划分等级、第一林火事件预案数据、第二林火事件预案数据、不同类型的空间实体对应的触发缓冲边界数据。具体地，设置林火事件的划分等级请参阅图3。
在步骤S13中，获取林火事件预案数据包括：
(1)获取林火事件的划分等级，以及不同等级的林火事件对应的第一林火事件预案数据；
林火事件的划分依据《中华人民共和国森林防火条例》，按照可控性、严重程度和影响范围，森林火灾突发事件可分为一般(Ⅳ级)、较大(Ⅲ级)、重大(Ⅱ级)和特别重大(Ⅰ级)四个等级。
一般森林火灾(Ⅳ级)：受害森林面积在1公顷以下或者其他林地起火的，或者死亡1人以上3人以下的，或者重伤1人以上10人以下的；
较大森林火灾(Ⅲ级)：受害森林面积在1公顷以上100公顷以下的，或者死亡3人以上10人以下的，或者重伤10人以上50人以下的；
重大森林火灾(Ⅱ级)：受害森林面积在100公顷以上1000公顷以下的，或者死亡10人以上30人以下的，或者重伤50人以上100人以下的；
特别重大森林火灾(Ⅰ级)：受害森林面积在1000公顷以上的，或者死亡30人以上的，或者重伤100人以上的。
依据不同等级的林火事件，采取不同的响应措施。该响应措施即第一林火事件预案数据。
(1)Ⅳ级响应：
符合下述条件之一时，街道办森林防灭火指挥部启动应急响应。①发生森林火灾，持续燃烧时间1小时内无法控制的；②森林火灾过火面积达到1公顷以上。
响应措施：①街道办森林防灭火指挥部启动森林火灾应急处置办法，街道办立即组织森林消防救援队伍进行扑救。②街道办森林防灭火指挥副总指挥或其他领导必须赶到火灾现场组织扑救，并立即向区森防指办报告。③预判在2小时尚无法有效控制的，区森林消防队伍及时赶赴火场实施扑救。
(2)Ⅲ级响应：
符合下述条件之一时，区森林防灭火指挥部启动Ⅲ级响应。①森林火灾持续燃烧时间超过2小时无法控制的。②初判森林火灾过火面积超过10公顷。③危及居民区、营地、监狱(看守所)、厂房和军事、供电、供气设施以及其他易燃易爆仓库、油库等重要设施和森林公园、自然保护区。
响应措施：①区森林防灭火指挥部立即进入应急状态，及时将有关情况报告市森林防灭火指挥部办公室和市应急管理局，向有关成员单位发出启动应急预案的指令，各单位应按职责做好相关工作。②区专业森林消防救援队伍立即前往扑救，区森林防灭火指挥部副总指挥或其他领导立即赶赴火场组织指挥，增派相邻街道办森林消防救援队伍增援扑救。组织撤离可能危及的居民，采取有效措施保护重要设施安全。③持续燃烧4小时未能有效控制的，市森林防灭火指挥部派出专业工作组赶赴火场，指导协助做好森林火灾应急处置。
(3)Ⅱ级响应：符合下述条件之一时，市森林防灭火指挥部启动Ⅱ级响应。①森林火灾持续燃烧时间超过4小时尚未能有效控制的；②初判森林火灾过火面积超过20公顷；③发生在省市交界地区的，国家级自然保护区、风景名胜区、森林公园、湿地公园、地质公园等特殊保护区域的。
响应措施：市森林防灭火指挥部进入应急工作状态，市森林防灭火指挥部及时将有关情况报告省森林防灭火指挥部和省应急管理厅，向各有关成员单位发出启动预案指令，启动相关应急程序，各单位应按职责做好相关工作。市专业森林消防救援队伍立即前往扑救，调派相邻市、区专业森林消防专业救援队伍增援。
(4)Ⅰ级响应：
符合下述条件之一时，市森林防灭火指挥部启动Ⅰ级响应。①森林火灾持续燃烧时间超过8小时尚未能有效控制的；②初判森林火灾过火面积超过50公顷；③森林火灾初判达到重大或者特别重大森林火灾，可能造成巨大经济损失或人员伤亡，涉及国土安全和社会稳定的森林火灾；④市政府森林防灭火指挥部根据火场情况认为需要启动一级响应的森林火灾。
响应措施：市森林防灭火指挥部总指挥、有关成员单位主要领导，赶赴现场指挥、协调处置，区森林防灭火指挥部配合。启动Ⅲ级以上应急响应时，区森林防灭火指挥部按照“统一指挥，分级负责，属地为主，专业处置”的要求，组织指挥协调应急处置工作。
也就是说，该第一林火事件预案数据为：根据《中华人民共和国森林防火条例》，各公共部门对不同等级的林火事件应采取的响应措施。
(2)获取多个公共部门在林火事件发生时的第二林火事件预案数据；
该第二林火事件预案数据为：各个公共部门在不同等级的林火事件时，自定义的响应措施。例如，每个城市的公共部门对林火事件所采取的不同的响应措施。具体地，请参阅图4所示。
该第二林火事件预案数据包括：消防部门的消防应急处理预案、医疗部门的救护应急处理预案、公安部门的安全应急处理预案、街道部门的疏散应急处理预案、教育部门的管理应急处理预案、媒体部门的传播应急处理预案。
(3)获取各个空间实体的触发缓冲边界数据。
不同类型的空间实体，具有不同的触发缓冲边界。例如：学校设置1公里半径、加油站设置两公里半径、医院设置0.5公里半径等。当林火蔓延至该空间实体的触发缓冲边界时，应立即对各公共部门采取相应的应急处理预案。
S14：根据该林火模拟场景的动态数据结合该林火事件预案数据，生成该当前林火事件的应急处理方案。
在步骤S14中，该林火模拟场景的动态数据包括：林火蔓延面积、林火蔓延覆盖地理位置等。
随着林火场景的逐渐演进，该林火模拟场景中林火的扩散面积不断变化，根据林火扩散面积，即可得出在某个时间段内对应的林火事件等级。如在半小时内，林火扩散面积在1公顷以下，则该当前林火事件为Ⅳ级(一般森林火灾)；经过10分钟后，林火扩散面积在1公顷以上100公顷以下，则该当前林火事件为Ⅲ级(较大森林火灾)。
根据该林火事件等级，得出各个部门相应的应急处理方案。该生成该当前林火事件的应急处理方案，包括：生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案；该生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案，具体包括：生成消防部门的消防应急处理预案；生成医疗部门的救护应急处理预案；生成公安部门的安全应急处理预案；生成街道部门的疏散应急处理预案；生成教育部门的管理应急处理预案；生成媒体部门的传播应急处理预案。该生成多个公共部门联动的林火事件应急方案，还包括：生成环保部门、住建部门、保险部门以及其他相关部门的损失统计和损失赔偿方案。
根据林火蔓延覆盖地理位置，得出林火是否蔓延至各个空间实体(包括学校、加油站、医院)的触发缓冲边界区域，从而得出相应的公共部门应采取的应急处理方案。如学校距离着火区域不足1公里，则生成教育部门的应急处理方案；如医院距离着火区域不足0.5公里，则生成卫生部门的应急处理方案。
进一步地，在本步骤中，向该多个公共部门的终端分别发送提醒消息，以提醒该多个公共部门的负责人及时查看该当前林火事件的相关应急措施。
在步骤S14中，为方便查看林火事件对周边公共安全事件的影响，以知识图谱的形式呈现林火事件链。具体地，林火事件链的结构请参阅图5，如图5所示，以时间链的方式，显示林火事件链。通过逻辑关系构建的事件链条，将林火相关事件链以结构化的方式呈现出来，方便相关人员进行查看和分析。
在本实施例中，通过采用林火蔓延模型生成当前林火事件的林火模拟场景，基于林火模拟场景的动态数据并结合林火事件预案数据，生成该当前林火事件的应急处理方案，克服现有技术中存在对林火事件处理不及时的技术问题，实现了快速处理林火事件，从而减少火灾损失。
此外，本实施例还以智能化和自动化的方式生成各公共部门的林火事件应急处理方案，并向各公共部门的终端推送该应急处理方案，方便各公共部门采取相应的应急措施。
可以理解地，由于本实施例中的步骤S13所获取的数据是静态数据，该步骤S13也可以放在步骤S11之前或者步骤S12之前执行。
实施例二
请参阅图6，图6是本发明基于时空智能的林火处理装置的一实施例的结构示意图。如图6所示，该林火处理装置包括林火事件接收模块11、林火模拟场景生成模块12、林火事件预案数据获取模块13以及林火应急处理方案生成模块14。
林火事件接收模块11，用于接收当前林火事件。
林火模拟场景生成模块12，用于基于林火蔓延模型对该当前林火事件生成林火模拟场景。
林火事件预案数据获取模块13，用于获取林火事件预案数据。
林火应急处理方案生成模块14，用于根据该林火模拟场景和该林火事件预案数据，生成该当前林火事件的应急处理方案。
请参阅图7，图7是图6的林火事件预案数据获取模块13的一实施例的结构示意图。如图7所示，林火事件预案数据获取模块13包括第一林火事件预案数据获取单元131、第二林火事件预案数据获取单元132以及空间实体触发缓冲边界数据获取单元133。第一林火事件预案数据获取单元131，用于获取林火事件的划分等级，以及不同等级的林火事件对应的第一林火事件预案数据；第二林火事件预案数据获取单元132，用于获取多个公共部门在林火事件发生时的第二林火事件预案数据；空间实体触发缓冲边界数据获取单元133，用于获取该各个空间实体的触发缓冲边界数据。
请参阅图8，图8是图6的林火应急处理方案生成模块14的一实施例的结构示意图。如图8所示，林火应急处理方案生成模块14包括林火事件链呈现单元141、林火事件应急方案生成单元142。林火事件链呈现单元141，用于以知识图谱的形式呈现林火事件链；林火事件应急方案生成单元142，用于生成多个公共部门联动的林火事件应急方案。
具体地，该林火处理装置的各个模块的工作方法在实施例一中已详细阐述，在此不再赘述。
实施例三
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行如实施例一所述的方法。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于时空智能的林火处理方法，其特征在于，包括：
接收当前林火事件；
基于林火蔓延模型，对所述当前林火事件在GIS系统中生成林火模拟场景；
获取林火事件预案数据；
根据所述林火模拟场景的动态数据结合所述林火事件预案数据，生成所述当前林火事件的应急处理方案。
2.根据权利要求1所述的林火处理方法，其特征在于，所述获取林火事件预案数据，包括：
获取林火事件的划分等级，以及不同等级的林火事件对应的第一林火事件预案数据；
获取多个公共部门在林火事件发生时的第二林火事件预案数据；
获取各个空间实体的触发缓冲边界数据。
3.根据权利要求1所述的林火处理方法，其特征在于，所述生成所述当前林火事件的应急处理方案，包括：
以知识图谱的形式呈现林火事件链。
4.根据权利要求1所述的林火处理方法，其特征在于，所述生成所述当前林火事件的应急处理方案，包括：
生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案；
所述生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案，具体包括：
生成消防部门的消防应急处理预案；
生成医疗部门的救护应急处理预案；
生成公安部门的安全应急处理预案；
生成街道部门的疏散应急处理预案；
生成教育部门的管理应急处理预案；
生成媒体部门的传播应急处理预案；
生成环保部门、住建部门、保险部门以及其他相关部门的损失统计和损失赔偿方案。
5.根据权利要求4所述的林火处理方法，其特征在于，所述生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案，还包括：
向所述多个公共部门的终端分别发送提醒消息，以提醒所述多个公共部门的负责人及时查看所述当前林火事件的相关应急措施。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的林火处理方法，其特征在于，所述林火事件的数据包括：着火点位置、气象数据，林地数据以及初始蔓延速率；
所述气象数据包括：林地位置风向、风速，所述林地数据包括林地位置可燃物类型、地形坡度；
所述林火蔓延模型采用王正非模型或者Rothermal模型计算林火蔓延的速度；
采用二维或三维可视化方法展示所述林火模拟场景的动态蔓延效果，所述林火模拟场景的动态数据包括：林火蔓延面积、林火蔓延覆盖地理位置。
7.一种基于时空智能的林火处理装置，其特征在于，包括：
林火事件接收模块，用于接收当前林火事件；
林火模拟场景生成模块，用于基于林火蔓延模型，对所述当前林火事件在GIS系统中生成林火模拟场景；
林火事件预案数据获取模块，用于获取林火事件预案数据；
林火应急处理方案生成模块，用于根据所述林火模拟场景的动态数据结合所述林火事件预案数据，生成所述当前林火事件的应急处理方案。
8.根据权利要求7所述的林火处理装置，其特征在于，所述林火事件预案数据获取模块包括：
第一林火事件预案数据获取单元，用于获取林火事件的划分等级，以及不同等级的林火事件对应的第一林火事件预案数据；
第二林火事件预案数据获取单元，用于获取多个公共部门在林火事件发生时的第二林火事件预案数据；
空间实体触发缓冲边界数据获取单元，用于获取各个空间实体的触发缓冲边界数据。
9.根据权利要求7所述的林火处理装置，其特征在于，所述林火应急处理方案生成模块包括：
林火事件链显示单元，用于以知识图谱的形式呈现林火事件链；
林火事件应急方案生成单元，用于生成多个公共部门联动的林火事件应急处理方案。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至6任一项所述的方法。
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