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摘要:通过对比有火和无火时森林红外背景温度标准差以及火燃烧的三维立体图像,利用热红外成像仪进行夜间林火的监测与识别试验.结果表明:即使夜晚时间和地点不同,森林背景温度标准差比较稳定,为1~9;夜晚明火阶段温度标准差为85~180,结合红外三维立体图像可判别林地夜晚是否有明火.动物体表监测的温度为20~30℃,波动小;而有火(包括余火)存在时,监测温度为50.8~275.0℃,波动大,可以排除动物体表的干扰.余火最高温度275℃,根据红外谱图的中心点温度可以判别余火.由此可得,使用热红外成像仪可对夜间林地是否有火情进行判别与监测....
摘要:林地余火阴燃特性具有隐蔽性强、持续时间长、目测难度大、且具有死灰复燃等特点,从而一直困扰森林火灾的彻底扑灭.为了及时、高效地发现林地余火阴燃点,探索林地余火死灰复燃的特征及规律,在南京森林警察学院点烧基地里进行测试实验,以无人机搭载热红外成像系统、气象采集系统等为工具,把火源点设置在杨树林内,人为干预进行点烧、熄灭、复燃等重复实验,实验包括白天和夜晚两个时间段,用安装于无人机上的红外热成像仪对火源进行观测.实验表明:林地余火死灰复燃的温度在500~600℃,离散程度较大;林地余火死灰复燃在白天的时间普遍短于夜晚时间,表明外界温度越高,越会促进林地余火死灰复燃的速率;在森林中,不同地点、不同时间段的森林背景温度标准差比较稳定,主要处于1~9之间;林地余火红外图像的温度数据的标准差值分布在30~85之间;红外图像的温度数据的标准差值分布在55~85之间,则可定为死灰复燃可疑阶段.该方法量化了死灰复燃的火环境及温度参数阈值,明确林地余火阴燃点引燃特征值.该研究成果将推动森林防火技术的发展,为安全扑火提供重要的方法和资料....
摘要:卫星林火监测作为森林火灾预防和扑救工作的重要方法,在我国森林防火工作中得到广泛推广和应用.基于卫星监测研究全国各省份的林火热点分布规律以及热点集中区域的气象因子与火灾频率的关系,以我国各地区2010-2015年春季森林防火期(3月1日-6月1日)的卫星监测热点数据为研究对象,分析我国各省林火的年际变化及区域分布特征;通过提取火场时空因子,结合当年气象数据,建立热点集中区域的火灾趋势回归模型.结果表明,卫星监测热点统计的森林火灾次数与当地林业局统计的火灾数据吻合度高.2010-2015年春季林火热点从整体趋势上看,森林火灾的热点数量在逐年递减,主要集中在中国的西南部区域,最多的省份为云南省,占林火热点总数的20%;其次为四川省,占林火热点总数的13%.云南省的春季林火次数多元回归方程,复相关系数R=0.838**;四川省的春季林火次数多元回归方程,复相关系数R=0.744*,回归模型都达到了显著水平.卫星监测热点用于林火监测,可以高精度统计森林火灾次数,回归模型对于林火的预测预报具有一定适应性,为森林火灾发生预测预报提供数据支持....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:【目的】研究大兴安岭林区主要针叶树种可燃物样品的超临界 CO2萃取物含量与热值和燃点的相关性,寻求简单、快速、准确获取可燃物抽提物含量的方法和技术,为林火管理提供理论和数据支撑。【方法】从兴安落叶松、樟子松、鱼鳞云杉、红皮云杉、偃松、兴安桧6个针叶树种中按针叶和小枝分别采集可燃物样品,风干后用植物粉碎机粉碎。利用优选法确定可获取最大萃取物含量的超临界萃取条件,采用美国 PARR 6300全自动氧弹量热仪测定可燃物样品的热值,DW-2点着温度测定仪测定可燃物样品的燃点。【结果】可燃物样品超临界萃取物含量与热值显著相关,但与燃点相关性不显著。基于相关性分析,推断优选条件下获得的超临界萃取物主要为脂肪类抽提物。【结论】样品粒度40目、萃取釜温度45℃、萃取釜压力40 MPa、收集时间80 min、气体流速2.0 L· min -1,是获得可燃物样品中脂肪类抽提物的适宜条件。萃取物含量与热值密切相关,特别是针叶样品萃取物含量与热值相关系数达0.9722。应用本研究方法,可快速测定可燃物样品中的脂肪类抽提物含量,与传统的索氏提取器方法相比,具有操作简单、耗时短、提取效率高等优点。...
摘要:为了提高传统样地法森林资源调查的效率,本实验设计研究一种基于七株木法的森林资源扰动监测方法.在Voronoi图与Delaunay三角网基础上,运用高精度的免棱镜全站仪获取样地林木特征参数等数据,结合南方测绘CASS软件,提出建立空间结构单元的最优方法;在北京百花山选取有代表性实验样地5块,通过森林资源调查来分析基于七株木法的森林资源扰动监测方法的优劣性.结果表明:每个七株木法样地的面积在0.005~0.015hm2之间;七株木法解决了因传统测高仪器精度低不能获取树高生长量的难题;单独七株木在混交林、天然林获取林木特征参数中的精度稳定性低于人工林和单层林,但样地数量增加能大幅度提高其精度;通过以标准样地法林分特征数据作为真值检验七株木法,数据表明,林分平均高中误差为±0.005 mm,树高生长量相对误差为1%,林分密度抽样精度区间为83%~98%,林分蓄积量抽样精度在92%以上.七株木法具有高效、精准、数字化等优点,利用该方法对林地持续观测,通过数据对比分析可以对森林资源扰动进行监测....
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北大核心 CSTPCD CBST
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摘要:木材销槽承压强度是木结构螺栓连接节点设计的一个重要参数.结合国内外主要国家木材销槽承压强度的测定方法和模拟计算公式,将模拟计算结果与试验结果进行比较,分析表明螺栓直径5%偏移法作为木材销槽承压强度的判定方法较为合理,且兴安落叶松的5%偏移法试验测定结果与美国木结构设计规范NDS规定模拟值误差在-2.02%~ 10.44%之间.设计人员可在未经过试验测定兴安落叶松销槽承压强度时,对模拟计算得到的销槽承压强度值乘以折减系数0.91作为设计参考值....
摘要:销槽承压强度对于确定螺栓连接的屈服承载力及其木结构连接设计具有重要意义.为了得到国产落叶松规格材的销槽屈服承载强度,并分析规格材的尺寸对销槽承载性能的影响,进行了销槽承压试验.结果表明,顺纹理时,国产落叶松规格材的销槽屈服承载强度随着密度增大呈增大趋势;当荷载方向与纹理方向平行时,规格材的屈服强度为39.93MPa,与理论值吻合;规格材长度不影响销槽承压最大荷载和屈服荷载...
摘要:针对工程测量中经常面临如何选择适合的控制网的中央子午线,如何实现新、旧控制网控制点坐标的统一,如何有效地克服长度变形等问题,阐述了不同坐标系之间的坐标成果转换和换代计算的方法,探讨了坐标转换基本模型的选用、转换参数的解算、转换计算的方法、转换计算中值得注意的问题,并根据坐标转换和换代计算公式,基于VB语言开发了坐标正反算程序、换代计算程序和简单梯形图幅编号查询程序,简要说明了这些程序的使用方法.并通过实例验证和分析了程序的精度和效率,结果证明程序设计正确,计算精度符合要求,达到了系统统一、简化施工、提高工作效率的目的....
摘要:从不同国家规范关于木结构螺栓连接的规定、有限元的应用、破坏模式研究及影响因子等方面,阐述了国内外对木结构螺栓连接侧向承载性能的研究....
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北大核心 CSTPCD CSCD
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摘要:在顾及基坑工程的复杂性及施工过程中许多不可预见因素,以及极坐标法测量误差和控制点点位误差的综合影响的基础上,提出利用超站仪进行水平位移观测的超站仪极坐标观测法.根据不同的误差来源,综合主观和客观两个方面选择三类比较研究的方法,将超站仪极坐标法与传统极坐标法进行系统、全面的对比分析,论证超站仪极坐标法的优越性.本研究将超站仪极坐标法应用于平面位移监测,该方法可提高平面位移监测的精度,加快平面位移监测的效率,同时使得平面位移监测更加可靠....
摘要:针对如何提高云杉二元材积回归模型参数的回归精度,进而提高其蓄积量的估算精度的问题,采用非线性最小二乘法和附加限制条件的非线性最小二乘法建立了云杉材积模型,并对建模中估计出的模型参数进行精度评定;在斯泊尔模型蓄积量精度估算的基础上,运用每木法计算出云杉蓄积量的精度评定模型,然后利用已建模型估算出的云杉蓄积量进行精度评定,不仅知道所求参数或立木蓄积量的具体数值,还可知道其具体误差范围;通过计算机VB语言编制了建立模型和精度分析程序,实现建模和精度评定的自动化,提高处理大批量木材、蓄积数据的效率和准确性....
摘要:夏季作为植被生长季节, 森林夏季火的频发不仅对生态系统造成一定影响, 而且影响到人类生存环境, 成为一个新的研究热点.本文从夏季林火特征、发生的气象条件分析和预测预报研究进展、森林夏季火的防控措施方面总结了目前国内森林夏季火的研究现状, 又对可燃物载荷、森林夏季火灾对环境的影响, 以及森林夏季火的热动力学方面评述了国外森林夏季火的研究进展, 最后对未来研究内容和趋势进行展望分析, 以期为森林夏季火研究和火灾预防提供理论依据....
摘要:大兴安岭林区地处寒温带,是我国东北最重要的森林资源采伐基地.在全球气候逐渐变暖背景下大兴安岭地区的气候发生了明显的变化,导致夏季火频发,对该地区生态系统造成一定影响.选用零膨胀负二项(ZINB)模型,使用R-project软件,对该地区1967-2008年夏季火每日发生林火次数与气象因子之间的关系进行拟合,并用检验数据进行模型准确度预测.结果表明:最高气温对于模型的点部分影响极显著,平均地温和日照时数对于模型的零膨胀部分具有显著性影响,模型预报的准确率达71%.该模型对大兴安岭地区夏季火的预测准确性较好,利用该模型的预测预报结果能够为森林防火工作者合理配置灭火人力与物力,优先对火灾潜在高发区的可燃物进行中断管理提供科学的依据与技术支撑....
摘要:利用Arcgis和SPSS软件对大兴安岭地区1967-2008年夏季火险期森林火灾发生当天的气象因子和火点位置的植被和地形因子进行了定性和定量分析,探讨了夏季火的火环境特征,以期为防火部门进行森林管理及政策制定提供依据.结果表明:近42年来,夏季火发生时的日平均气温和最高气温范围分别为15~25℃、24~34℃,而且平均气温和最高气温不同导致夏季火发生次数具有极显著差异性,P﹤0.01;夏季火发生时,降水量主要为0~1 mm,而且具有极显著差异,P﹤0.01;平均风速范围0.5~3 m/s,不同风速发生火灾次数具有显著性差异,P﹤0.05;平均气压集中在945~975 hPa,P﹤0.05;平均空气相对湿度55%~70%,P﹤0.01.通过对地形和植被的相关因子进行分析可知,夏季火主要发生在中高等海拔的平坡或缓坡区域,植被类型以落叶针叶林为主,其次是草甸....
摘要:简述了森林防火视频监控技术的发展、技术指标及其应用,并对目前国内森林防火视频监控技术存在的问题进行了探讨,指出《森林防火视频监控系统技术规范》的颁布实施促进了森林防火视频监控技术的标准化及统一性,规范了市场竞争秩序,对推动森林防火技术的发展具有重要意义....
[专利] 实用新型 CN201820791086.8
摘要:本实用新型公开了一种森林航空消防林火智能标绘仪,包括固定安装在飞机本体上的固定块,所述固定块远离飞机本体的一侧转动安装有智能标绘仪本体,且固定块远离飞机本体的一侧开设有第一凹槽,第一凹槽内转动安装有第一转轴,第一转轴远离飞机本体的一端固定安装在智能标绘仪本体上,第一凹槽远离智能标绘仪本体的一侧内壁上开设有第二凹槽,第二凹槽内转动安装有第二转轴,第二转轴远离飞机本体的一端延伸至第一凹槽内并焊接在第一转轴上。本实用新型结构简单,操作方便,通过伺服电机提供动力就能快速的对智能标绘仪本体的角度进行调节,进而方便进行标绘,有利于安全巡航,给人们带来了很大的便利。
[专利] 实用新型 CN201820795311.5
摘要:本实用新型公开了一种森林航空消防直升机吊桶洒水目标定位装置,包括安装板,所述安装板的底部开设有缓冲槽,缓冲槽内滑动安装有缓冲板,所述缓冲板的底部开设有两个安装槽,两个安装槽内均活动安装有安装块,两个安装块的底部均延伸至缓冲板的下方并固定安装有同一个红外热像仪,红外热像仪的底部延伸至安装板的下方,所述缓冲板的底部固定安装有两个限位板,两个限位板相互靠近的一侧分别与红外热像仪的两侧相接触,两个限位板相互靠近的一侧均开设有滑槽,两个滑槽内均滑动安装有卡块,所述红外热像仪的两侧均开设有卡槽。本实用新型便于对红外热像仪进行安装固定,同时可以很好的对红外热像仪进行减震,结构简单,使用方便。
[专利] 发明专利 CN201810339555.7
南京森林警察学院 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 2018-11-06
摘要:本发明公开了一种高精度林火扑救方法,步骤如下:(1)、报警装置的安装,将若干火警传感器通过自组织方式组成网络,并固定安装于森林中被预警区域;(2)、所述监控中心用于接收火警传感器发出的异常数据及火警传感器编号,并将异常数据及火警传感器编号传递给中央处理装置,中央处理装置根据异常数据进行火情评估,当评估结果为有火情时,向无人机发出火情警报信号(3);灭火扑救。本发明在森林预警区域安装有若干火警传感器以形成火灾预警网络,并通过GPRS网络将实时监测的异常数据和火警传感器编号发送至监控中心,检测精度高,在火灾发生后,将火情传递给无人机,利用无人机进行快速而又有效的灭火。
[博士论文] 刘柯珍
森林保护学 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:林火虽然是一种经常性的自然现象,而且是许多生态系统的重要特征,但它们的发生通常被认为对人类活动是一种威胁。在气候变暖背景条件下,作为我国重点国有林区—大兴安岭地区火灾愈演愈烈,近几年来,夏季火灾发生次数明显增加。本文基于大兴安岭地区1967~2008年夏季的月平均气象数据和林火历史数据,分析了大兴安岭地区夏季火发生的气候背景和夏季火的时空分布规律,结合该地区的数字高程模型(DEM)、植被分布图和植被指数数据集,利用Arcgis,Python等软件从逐日气象因素、植被因素、坡向、坡度、海拔等方面定性、定量分析了大兴安岭地区夏季火发生时的火环境状况。通过前期预研工作,选出适合大兴安岭地区火灾预测预报的模型,使用较为广泛的Logistic模型以及模拟效果较好的零膨胀负二项模型(ZINB),结合前面研究的火环境数据做为自变量参数,拟合大兴安岭地区夏季火的发生概率和发生次数模型。研究结果表明:
  大兴安岭地区夏季火逐年增加的主要原因是气候变化,全球气候逐渐增温背景下大兴安岭地区的气候发生了明显的变化。1967~2008年大兴安岭地区的平均气温和最高气温呈现显著的增高趋势,每10a平均气温和最高气温分别增长为0.23℃和0.27℃,尤其是2000年后平均气温和最高气温明显高于累年平均气温值,相反,夏季降水量和平均空气空气相对湿度整体呈现降低的趋势,1989~1993这5年降水量较多且均没有火灾出现。
  通过对湿润指数的分析,近42年来大兴安岭地区夏季湿润指数距平5年滑动曲线呈波动下降趋势,气候变得越来越干燥。大兴安岭林区夏季火的总火烧面积、燃烧森林面积和火灾发生次数存在明显的年际变动,2000~2008年夏季火的火动态指标值都要高于1967~1988年,而1989~1999年夏季大兴安岭林区均没有火灾发生。对于月尺度变化,不论是火灾发生次数还是过火面积以6月份最高。通过火灾发Julian日期分析,6月20日左右是大兴安岭地区夏季火发生最多的时候,随着气候变化,夏季火火险期向后延长,2002年之后的8月份也开始出现频繁火灾,这种情况与2000年后气温升高、降水量减少、空气湿度降低有密切的关系。
  该研究区的夏季林火主要以雷击火为主,占近42年来夏季总发生林火次数的77.7%,雷击是大兴安岭地区夏季火火源的主要原因,夏季火点主要集中在北部和中部地区,以漠河县发生火灾次数最多,就各县、区总燃烧面积和燃烧有林地面积而言,呼中区和呼玛县属于受灾较严重区域。
  大兴安岭地区夏季火发生与平均气温和最高气温具有极显著性影响,主要发生在平均气温17-21℃范围内和最高气温28-32℃范围内;夏季火发生的风速主要集中在1.5-2.5m·s-1,且不同范围发生火灾次数具有显著性差异;影响夏季火发生的主要地温范围为21-30℃,火灾发生当天和前期不同地温范围发生的火灾次数具有显著差异性;降水量越小,发生的火灾次数越多,降水量为0mm时,发生夏季火概率最高,占75%,其中,雷击火和人为火次数均最高,分别占雷击火和人为火发生总数的71%和52%。平均空气空气相对湿度60%-70%是夏季火发生的主要范围,且当天和前1、2日不同空气空气相对湿度范围发生林火次数极显著差异性,P<0.01;夏季火发生时的最小空气空气相对湿度主要集中在20%-30%范围内,且发生当天和前期不同最小空气相对湿度范围发生的火灾次数具有显著差异性;火灾发生当日、前1日、前2日不同范围降水量发生的火灾次数具有极显著的差异性,P<0.01。夏季火发生的平均气压主要范围是945-965hPa,而且对当天和前期的平均气压具有一定的条件要求;影响夏季火发生主要日照时数范围是12-14h,随着日照时数增大,夏季火发生概率也逐渐增加,当日照时数>14h时,夏季火发生概率突然降低。
  雷击火发生位置的坡度普遍大于人为火。夏季火在平坡发生概率最高,雷击火和人为火发生次数也是最高,雷击火发生次数占雷击火总数的53%;人为火发生次数占人为火总数的77%,随着坡度的增加,夏季火发生概率呈降低的趋势。阳坡发生夏季火次数高于阴坡3.3%,半阳坡略高于半阴坡,雷击火发生在阳坡比阴坡高25%,半阳坡比半阴坡高4%,人为火发生在阴坡、半阴坡和阳坡、半阳坡的火灾次数比较接近。海拔高度550-650m发生夏季火概率最高,为17%。夏季火主要发生在寒温带山地落叶针叶林,占73%,该植被类型发生雷击火次数最多,占雷击火总数的77%,其次是草甸,占15%。
  通过对logistic回归模型进行验证,建模数据的ROC曲线面积值分别为0.886,且达到极显著性(P<0.001),检验数据的回判正确率为79.0%,该模型拟合和预测夏季火效果较好;零膨胀负二项模型预报的准确率达71%,但对日尺度发生次数较多的火灾,预测效果较差。
[专利] 发明专利 CN201810339772.6
中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 南京森林警察学院 2018-09-28
摘要:本发明公开了一种森林航空消防中目标定位方法,首先确定目标所在位置,由飞机的导航系统得到飞机在n个位置的坐标,再由激光测距得到飞机n个位置到目标M的距离,列写出以目标坐标为未知量的n个方程,对这n个方程组成的方程组进行线性化并应用最小二乘法解,得到目标M的坐标。本发明提供的目标定位方法适用于任何地形条件;差来源少,可以获得较高的定位精度;而且算法简单,易于实现。
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