[发明专利]高分辨率森林火灾预报方法

说明书

【技术领域】

本发明属于计算机数字图像处理技术领域，是一种依据加拿大森林火险气候指数(FWI)系统，对待测地域如浙江省森林火灾进行预警预报的方法。

【背景技术】

加拿大森林火险气候指数(FWI)系统是当前世界上发展最完善、应用最广泛的系统之一，也是唯一能适应从局部到全球任意尺度的系统。它是以三种森林可燃物的水分含量和风对火行为的影响为基础。

目前，其他一些国家或地区采用该系统的模块或研究思想，形成了自己的火险等级系统，如新西兰、斐济、墨西哥、美国的阿拉斯加和佛罗里达以及欧洲的一些国家。1999-2003年，加拿大林务局和东南亚国家共同完成了东南亚森林火险系统研究项目，FWI技术被用于该地区的火险等级系统中。克罗地亚、智利和美国的密歇根州也对该系统的应用进行了评估。该系统的火险预测方法要比国内现有的相关方法都科学和先进。因此，在中国最好是基于FWI技术来建立本地的森林火险等级系统。

这项技术的实行带有很大的地区局限性，以加拿大与浙江省为例进行比较，这里包括：

①纬度形成的气候条件不同：加拿大属于北欧形态的大陆性气候，浙江省属于典型的亚热带季风气候。

②植被的类型和分布不同：加拿大北部地区为横贯东西的苔原-冰沼土带和针叶林-灰化土带，东部地区从北而南由针叶林-灰化土向温带针阔混交林-灰棕壤过渡，西部地区自东而西依次是森林草原-淋溶黑土、高草原-黑钙土、短草原-栗钙土，高山地区植被自下而上为山地针叶林-灰化土、山地草甸、山地苔原-冰沼土、永久冰雪带。浙江全省范围均属于亚热带常绿阔叶林区域——东部(湿润)常绿阔叶林亚区域——中亚热带常绿阔叶林地带，常绿阔叶林是浙江省的基带森林；从植被而言，常绿阔叶林是浙江省的地带性植被。

③主要火灾源不同：加拿大森林火灾主要为自然火灾；浙江省的森林火灾类型基本上都是人为火灾源，引起林火发生的主要原因是生产性用火(烧荒烧炭)、祭祀(上坟烧纸)和生活用火(野外吸烟)。

④预报时间有长期与短期之分：加拿大森林火灾预报是以短期预报为主，我们开发的预报方法是以长期预报为主。

⑤预防方式不同：加拿大森林火灾预报主要侧重火灾发生点的预报，我们开发的预报方法是由点及面，建立浙江省森林火灾发生的空间分布格局预报，实现对不同区域的森林火险的预报。

因此，应该建立一种有针对性的、有创新性的、适应本地的高分辨率森林火灾预警预报系统。

【发明内容】

本发明需要解决的技术问题是建立一种适合浙江省的高分辨率森林火灾预报方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是按如下步骤进行：

(1)待预报地域的历史气象数据资料和森林火灾统计数据资料的采集：现以浙江省作为待预报地域为例，收集浙江省及周边共31个气象台站的每日气象数据，时间跨度为1956-2006；气象要素包括：①日最高气温，日最小相对湿度、每日24h降水量和日平均风速，②年均最高气温、年均相对湿度、年降水量和年均风速；收集浙江省1991-2006年的森林火灾记录数据，包括火灾发生时间、地点、过火面积、植被类型和火灾源；

(2)未来气象数据资料的采集和整合：从IPCC即政府间气候变化委员会的气候模式生成未来的气候情景数据，采用两种模式下四种情景的气象数据；分别为HadCM3模式下的IIC3AA和HC3GG两种情景，CGCM3模式下的SresA2和SresB1两种情景；四种情景数据时间跨度为2007～2099；

(3)进行气象要素的高分辨率空间插值：利用薄盘光滑样条插值法即ANUSPLIN插值，对各气象要素的进行空间插值，获得高分辨的气象要素空间分布；该方法应用普通薄盘和局部薄盘样条函数插值理论对离散数据点进行空间曲面的计算和优化，并引入线型协变量因子，从而综合考虑多个影响因子对多变量数据进行分析插值计算；

(4)本地化火险气候指数模型的建立：根据待测地1956-1990年气象数据，计算得出森林火险气候的六个指标：细小燃料湿度码、腐殖质湿度码、干旱码、累积指数、火险气候指数，进而对共用的加拿大森林火险气候指数系统，即FWI，进行初步参数化，利用1991-2006年气象数据和火灾记录数据对系统预测结果进行校准，并进一步调整和优化参数，建立适合浙江省的火气候指数模型；

(5)未来森林火险的预警预报：利用未来气象数据，运行本地化后的火气候指数模型，并与传媒结合，对未来森林火险进行预警预报。

【附图说明】

图1为火险预报系统流程示意图。

图2为FWI的结构示意图。