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第1章 绪论 1

1.1 森林火灾发生与发展机理研究 1

1.2 森林火灾成因与特点分析 2

1.2.1 自然环境因子与森林火灾的关联性 2

1.2.2 森林资源与森林火灾的关联性 3

1.2.3 人类活动与森林火灾的关联性 6

1.3 森林火灾的特点和规律 7

1.3.1 时间、季节性规律 7

1.3.2 森林火灾区域分异性特点 8

1.3.3 森林火灾的地形坡度特点 8

1.3.4 森林火灾的可燃物特点 9

1.3.5 森林火灾的火源特点 9

1.3.6 森林火灾的燃烧时间特点 10

1.3.7 森林火灾的过火面积、火灾等级特点 10

1.3.8 火源与森林植被的关系 11

1.4 森林火灾预警与控制方法的研究 11

第2章 区域森林火险评价机制的建立与实现 13

2.1 区域森林火险评价指标体系的构建 13

2.1.1 指标选择原则 13

2.1.2 指标体系构建方法 14

2.1.3 指标的选取 14

2.1.4 指标体系的建立 15

2.2 指标权重的确定 15

2.2.1 改进的层次分析法 15

2.2.2 权重的确定与计算 18

2.3 指标量化与指标值确定 22

2.3.1 自然环境指标类指标量化 22

2.3.2 森林资源指标类指标量化 25

2.3.3 社会经济环境指标类指标量化 28

2.4 区域森林火险评价模型 30

2.4.1 加法合成评价方法 30

2.4.2 乘法合成评价方法 31

2.4.3 火险评价等级的划分 31

2.4.4 单因子评价 31

2.4.5 基于稳定性因子的综合评价 31

2.4.6 专题评价 32

2.4.7 动态综合评价 32

2.5 区域森林火险评价实例验证 32

2.5.1 自然环境指标选取 32

2.5.2 森林资源指标选取 33

2.5.3 人为干扰活动指标选取 34

2.5.4 森林火灾综合评价 35

2.5.5 单指标评价过程 35

2.5.6 於潜镇森林火灾综合评价 40

2.5.7 森林火险天气预报 41

2.5.8 森林火险专题与动态评价 42

第3章 森林火灾蔓延模型研究 45

3.1 概述 45

3.2 主要森林火灾蔓延模拟模型介绍 45

3.2.1 基于能量守恒定律的Rothermel模型 45

3.2.2 澳大利亚的McArthur模型 46

3.2.3 加拿大林火蔓延模型 46

3.2.4 元胞自动机模型（CA） 47

3.3 森林火灾蔓延模拟算法的设计 48

3.3.1 算法分析 48

3.3.2 算法设计 48

3.4 森林火灾蔓延模拟算法的实现 55

第4章 基于远程视频的森林烟火识别 57

4.1 远程视频监控系统在森林防火中的应用分析 57

4.1.1 远程视频监控系统的优点与缺点 57

4.1.2 要解决的核心问题 57

4.2 研究环境搭建 58

4.3 远程视频森林烟火识别技术方案 60

4.3.1 提取特征值 60

4.3.2 分类器的设计 62

4.4 远程视频森林烟火识别的实现过程 63

4.4.1 图像获取 63

4.4.2 图像的预处理 63

4.4.3 图像初步判别及生成基础数据结构 66

4.4.4 各类特征值的提取 68

4.4.5 训练样本特征向量生成 73

4.4.6 支持向量生成 73

4.4.7 特征识别 79

4.5 远程视频森林烟火识别的试验与测试 79

4.5.1 白天不同森林类型烟火识别的试验 79

4.5.2 夜色下不同森林类型烟火识别的试验 81

4.5.3 森林类型烟火识别的综合试验与测试 83

4.6 远程视频森林烟火识别的应用测试 85

第5章 视频监控同步跟踪和火点定位 86

5.1 视频可视域在防火GIS上同步跟踪的应用现状 86

5.2 同步跟踪和火点定位研究技术方案 86

5.3 视频可视域在防火GIS中同步跟踪 87

5.3.1 视频监控系统的参数说明及主要设备介绍 88

5.3.2 视频可视域同步跟踪算法的基本原理 89

5.3.3 摄像机射线通视性的求解模型 90

5.3.4 镜头可视域的求解模型 92

5.3.5 视频可视域同步跟踪算法 96

5.3.6 视频可视域在防火同步跟踪中的基本原理 96

5.4 视频可视域在防火GIS上同步跟踪算法 97

5.4.1 算法设计 97

5.4.2 算法测试 100

第6章 带约束条件的最佳路径算法 105

6.1 概述 105

6.2 国内外研究概况 105

6.2.1 常见的算法 105

6.2.2 最佳路径算法的发展方向 109

6.3 算法设计 110

6.3.1 算法概述 110

6.3.2 最佳因子 110

6.3.3 算法分析 111

6.3.4 算法的详细设计 115

6.3.5 算法分析 120

6.4 算法实现 121

6.4.1 实验数据 121

6.4.2 数据处理 122

6.4.3 实验结果 123

第7章 森林火灾灾后评估技术方法 124

7.1 森林火灾灾后评估方法的研究现状 124

7.1.1 国外研究现状 124

7.1.2 国内研究现状 125

7.2 基于GIS的森林火灾灾后评估方法 126

7.3 森林火灾损失的调查 126

7.3.1 森林火灾损失评估指标 127

7.3.2 火灾面积调查 128

7.3.3 林木损失调查 129

7.3.4 森林火灾等级的划分 130

7.4 森林火灾数据空间分析 130

7.4.1 空间数据源分析 130

7.4.2 空间分析方法 131

7.4.3 火场区域求算 131

7.4.4 空间分析及其分析处理 132

7.4.5 火场区域比例计算 137

7.4.6 森林小班信息提取 138

7.5 森林火灾损失评定 138

7.5.1 目前森林火灾灾后评定方法 138

7.5.2 林火损失直接经济量评价 139

7.6 基于GIS的灾后评估的算法实现 140

第8章 森林灾害专题制图方法 143

8.1 概述 143

8.1.1 定义 143

8.1.2 专题地图的基本特征 143

8.1.3 专题地图的分类 144

8.1.4 林业管理专题地图 144

8.2 专题地图设计 145

8.2.1 专题地图的种类 145

8.2.2 相关模块数据处理的算法 146

第9章 森林防火联动监管系统实现 151

9.1 系统设计目标 151

9.2 系统功能设计 151

9.3 系统实现 153

9.3.1 系统技术架构 153

9.3.2 系统功能实现 157

附录 森林防火联动监管系统使用说明书 158

参考文献 184