中南半岛野火变化特征及其与土壤水分的相互作用

[目的]分析野火变化特征并探讨火点数与不同深度土壤水分的关联性,为评价生态文明建设和人类生产生活提供科学依据。[方法]基于SNPP/ⅦRS卫星火点监测、火烧迹地和SMAP土壤水分等数据,使用统计方法多角度对2016—2021年中南半岛野火变化特征进行分析,探讨不同干湿条件下火点数与0—5cm和0—100cm2个不同深度土壤水分的相互作用。[结果]①中南半岛火点数和火烧迹地年内主要出现在2—4月,二者在时空分布上具有较高的一致性,多集中在缅甸西部与印度接壤区域、缅甸中部以东和老挝北部。②2—4月火点主要出现在林地、灌木地和耕地,而易发生在归一化植被指数(NDVI)为如下3个等级的区域:0.2<NDVI≤0.4,0.4<NDVI≤0.6,0.6<NDVI≤0.8,但其所占比例随地表覆盖类型和月份的不同存在一定差异。③特旱和重旱条件下火点区明显较无火点区广,火点数集中程度更高;土壤水分随火点数的增加整体呈减少趋势,但极端干湿条件下,土壤水分随火点数变化存在由减转增的“拐点”,且“拐点”值随时间延后而减小。④滞后1~2个月的火点数与土壤水分相关程度最高;日时间尺度上土壤水分对火点数变化同期响应快,且土壤水分和NDVI高的区域关联性更强。[结论]土壤水分亏缺是中南半岛火点高发的重要驱动力。火点数与土壤水分之间相互作用,二者之间存在显著负向关联性。

省间电力现货交易对燃煤发电企业的机遇与挑战

随着供给侧结构性改革的深入推进,电力体制改革也在不断完善,中共中央、国务院《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发[2015]9号)为电力市场改革提供了强有力的政策支撑。为还原电力商品属性,我国形成了由市场引导价格和投资、以电力资源的最优配置实现全社会福利最大化、促进清洁能源消纳的能源体系。通过分析电力省间现货市场的特点,以及省间现货市场给传统燃煤火电企业全生产要素带来的变化,梳理并提出了省间电力现货市场背景下,燃煤火电企业运营所面临的机遇与挑战。不同的发电企业面对省间现货带来的机遇和挑战,需结合自身内外部资源和核心竞争力,开展管理、技术等全方位创新,顺势而为,取得高质量转型发展的硕果。

景区室内无线报警系统应用设计

设计一个景区无线报警系统,检测景区是否有火情;在火灾发生时,及时将烟雾、热量等信号转变为电信号发送给相关的工作人员,能够达到报警救火、及时保护人们生命财产安全的目的。系统应用设计以STC89C52单片机作为核心控制器,采用传感器技术和无线信号传输技术实现了景区火灾的报警功能。系统具体由火灾检测、信号处理、无线通信、报警显示等主要模块组成。演示结果为:当主机和从机都打开电源,从机上火焰传感器的探头就开始检测环境是否着火,如果着火就通过单片机的处理让JDY-40无线模块给主机发送火灾信号,主机接收信号后则使蜂鸣器响,并在电子屏上显示发生火灾的景区地址,这个过程就完成了报警。系统安装、调适、运行与后续检修方便,性价比较高。

基于MODIS数据的全国林灌草火点时空特征分析

【目的】为在空间、时间尺度上对我国全域林灌草火灾发生特征有清晰的认知,进而对森林草原火灾预防决策提供参考。【方法】选用2003—2022年MODIS卫星火点数据产品和土地覆盖数据产品,以全国陆地区域作为研究范围,利用优化的热点分析方法来分析林灌草火点的空间分布特征;统计分析年际、月度以及我国传统节日林灌草火点的时间分布特征,并采用Mann-Kendall趋势分析法从年际、月度分析林灌草火点的时间变化趋势。【结果】1)林灌草火点的稠密区域主要分布在我国的广东省、云南省、广西壮族自治区和黑龙江省,稀疏区域主要分布在我国的河南省、河北省和山东省。2)属于草的卫星火点数量最多,主要发生在春季和冬季;属于灌丛的火点数量最少,主要发生在夏季。3)卫星火点数量在我国七大传统节日中占比排名前三的是:春节、清明节、劳动节。4)2003—2022年的年际和月度林灌草火点数量呈现波折起伏的走势,在年际变化上,2015年为全国火点数量发生突变年;在月度上,5月是火点数量发生突变的月份。【结论】1)我国南部火点稠密,中东部火点稀疏,且2003—2022年疏密区域未发生明显迁移,因而在实施防火部署时可进行差异化管理。2)春、冬两季草地分布的区域以及阔叶林分布区域在春、夏两季需加强防火管理。

森林防火网格化管理示范县建设研究——以安徽省南陵县森林防火网格化管理建设为例

2023年,安徽省被列为全国森林防火网格化管理建设试点省。以安徽省南陵县为例,对试点省建设背景下网格化示范县建设的实践进行研究。简要介绍了网格化建设概况,分析了全县防火工作短板,进而提出以构建并高效运用网格机制为核心,聚焦网格管火体系建设,通过找准弱点,确定重点,打造亮点,高质量推进森林防火网格化管理示范县建设的思路。提出网格亮点构建策略,强调以网格示范点建设为突破口,扩大政府投资的带动放大效应,倡导因地制宜地融入科技化、智能化、信息化手段,强化网格化防控体系,提升网格化管火效能,促进整体网格化管理水平的提升,为全国森林防火网格化管理试点建设提供可借鉴的经验与思路。

集中式电力现货市场下厂级煤电机组负荷优化分配研究

传统厂级煤电机组负荷优化分配以确定的电量和电价水平为基础进行研究,而在电力现货场景下,电量和电价都是不确定且波动的,因此相比传统模式下的厂级煤电机组负荷优化分配问题更加复杂和具有挑战性。基于对市场供需形势的判断,考虑煤耗、爬坡速率、出力上下限、非经济运行区间等生产条件约束,以发电利润最大化为目标,利用二次混合整数规划算法确定最优的负荷分配方案,支持煤电企业以此为目标进行电力现货市场的报量报价决策。结果表明:负荷优化分配可以有效提升煤电机组利润,并且多日联合优化比单日优化能获得更大的发电利润,对于煤电企业优化运行方式、提升交易决策水平、提高效益水平具有重要意义。

森林与城镇交界域火灾风险分析及对策——以万华烟台工业园为例

森林—城镇交界域火灾是一个复杂而严重的灾害现象。通过对万华烟台工业园区森林交界域火灾风险进行了系统分析。结果表明:交界域内火源较多,一旦与细小森林可燃物接触就会形成第一引燃,但对园区威胁并不大;从一次引燃发展到二次引燃一般可通过火焰直接接触、热辐射以及飞火等三种方式,其中通过火焰直接接触或热辐射引燃园区可能性较小。园区北灵山有条件发生大规模树冠火,会出现飞火等极端火行为,对园区构成巨大威胁。而园区曲家山虽然也能形成局部树冠火,但不会对园区构成威胁。针对分析结果,提出了加强火源管理、有效调控森林可燃物、加大森林防火基础设施建设、建立专业化森林消防队伍等应对策略。

空天地一体化森林防火云平台建设初探——以麦积风景区为例

论述了麦积风景区空天地一体化森林防火云平台的建设及应用,包括森林高清视频监控系统、无人机巡护监测系统和移动巡护监测系统三大融合的森林物联网系统功能,基于多源卫星(主要是高分卫星)遥感的大数据分析平台,这对麦积山风景区促进森林生态旅游发展,实现现代林业森林防火、建设生态文明、落实绿水青山就是金山银山具有重大意义。

基于条件随机场的飞火预测方法研究

森林火灾中飞火的产生极大地加速林火蔓延速度,严重威胁消防救援人员的生命安全,对飞火的预测预警具有重要意义。目前大部分研究忽略飞火形成分过程间的相关性,不足以为其预测提供有效的判断依据。提出一种基于线性链条件随机场的飞火预测模型,结合飞火形成的时序性特征,完成飞火形成过程中各个阶段的状态序列的预测,进一步实现对飞火的预判。并基于FlamMap火灾模拟进行模型验证,验证结果表明该模型具有较高的预测精度,基本在75%以上,且响应时间控制在10 ms以内,低于两次飞火产生且形成火线的时间差,在一定程度上能够达到实时性要求,为森林草原自然火灾的高效扑救提供关键信息,也为火灾扑救的指挥调度提供决策依据。

基于地球同步轨道卫星的输电线路山火监测方法研究与应用分析

为了满足输电线路山火易发地区的低漏检、高精度、大范围、高时效性火点近实时监测需求,本文以地球同步轨道卫星影像为基础,提出了一种基于MC-CNN的山火检测算法。通过结合大津算法(OTSU)和上下文算法来增加潜在火点,从而在一定程度上降低火点检测的漏检率;引入PCA算法对输入特征进行优化,构建多通道网络结构,并利用联合概率和PSO参数寻优算法获取不同通道火点识别权重,在加权平均的基础上最终判定火点;同时,采用固定高温热源和太阳耀斑对虚假火点进行去除,以降低误报率。为了验证所提算法的有效性,本文随机选取了2019年至2022年期间输电线路附近历史卫星监测山火案例,并利用已知火点样本对火点反演结果进行验证。计算结果显示,该算法的火点检测精度达到了89.4%。

聚光阴燃点火的特性:实验和模拟

阳光经汇聚后形成的光斑可点燃常见的可燃物,是生活中潜在的火灾风险,威胁人们的生命和财产安全.本文首先通过小尺度实验研究了多层薄纸在汇聚阳光下的阴燃点火现象.实验将直射的太阳光通过一个直径为150 mm、焦距为108 mm的玻璃球汇聚后作用在燃料上,并在焦距范围内通过改变薄纸的位置以控制光斑的直径大小(1.5~20.0 mm).实验发现:随着光斑直径减小,燃料内部热传导散热的影响增强,点火所需的临界辐射热通量增大.然后,研究进一步基于开源代码Gpyro建立了阴燃点火和火蔓延的二维模型,成功再现实验现象并验证实验结果.本文量化了太阳聚光后的火灾风险,以期对未来的火灾防护工作提供一定的参考意义和科学指导.

基于YOLOv5的多传感器可迁移林火检测模型

快速准确地检测森林火灾中的火点对于减轻火灾损失和开展有效的灭火救援工作至关重要。深度学习技术可以自动学习并提取不同传感器获取的林火特征。无人机搭载不同类型的传感器可以快速获取森林实时图像,但不同传感器获取的图像特征不同,导致深度学习模型在不同图像中的迁移性较差。本研究基于YOLOv5预训练模型,使用286张可见光和红外图像进行迁移学习,以增强模型对不同图像类型的适用性。迁移学习后,模型对可见光图像测试集的检测精度提升了6%,对红外图像测试集的检测精度达到0.952,证明模型对两种传感器图像数据均具有较强的检测能力。相比可见光模型,多模态模型在包含可见光和红外图像的测试集上的mAP50达到0.914,表明模型成功地提高了对红外图像的检测能力,并保留了对可见光图像的良好检测性能。综上,本研究采用少量图像进行迁移学习,取得了较好结果。迁移学习可以使YOLOv5火灾检测模型适配红外图像,在保留可见光图像检测能力的同时,增强其对火情的检测准确性与环境适应性。这为实现基于多源数据的森林火灾检测奠定了基础,为提高森林火灾检测系统的智能化与自适应提供了思路。

基于时空立方体的蒙古高原草原火高频区时空演变特征

蒙古高原东部草原火频繁发生,波及面广,对畜牧业发展威胁很大。本研究以蒙古高原草原火高频区2001-2020年的MCD64A1遥感火烧迹地数据为基础,利用时空立方体模型挖掘草原火的时空演变模式。结果表明:整体上,草原火从西南向东北逐渐增多,以国境线为界的火发生面积差异明显,主要分布在蒙古国境内,并存在明显的年际变化,每隔3~4年出现一次草原火发生的高峰。草原火高频集聚立方体的空间和时间自相关关系比较复杂,火事件的规律性差,不具有连续性,对防火防灾带来困难。草原火发生频率显著高或低的个别点主要分布在人口聚集的镇所在地;呼伦贝尔市东部、西部国境线附近,肯特省北部,东方省西南角、东北部、东南部以及与新巴尔虎左旗交界处草原火虽不连续发生,但近期发生频率较高,需要高度警惕。利用时空立方体挖掘蒙古高原草原火高频区时空演变模式,可为准确、快速识别草原火多发点位及其时空演变特性,网格化管理草原火,管护员巡查调度、草原火预测、降低火灾发生频率等提供辅助决策。

危化品仓库火灾应急救援中5G与无人机技术的应用

危化品仓库火灾具有危险元素多、复杂程度高的特点,对消防救援机构的应急救援带来巨大挑战。文章针对危化品仓库火灾救援工作,探索消防救援机构对5G技术与无人机技术的应用方法,在对5G联合无人机技术发展现状简要分析后,指出5G与无人机技术应用于消防应急救援领域的优势。随后,围绕搭建无人机平台、事故现场侦查、空中监测、协助消防四个维度详细探讨消防救援机构在危化品仓库火灾应急救援中对5G与无人机技术的应用方法。

燃煤机组在电力现货市场分段报价策略的研究

燃煤发电机组是当前国内电力现货市场出清价格的主要影响因素,燃煤发电机组不同的日前分段报价策略,会形成不同的机组出清结果,进而也影响自身的发电收益。只有对日前分段报价策略进行科学的分析,才能在电力交易中获得最大收益,规避或降低经营亏损。文章对燃煤机组在不同负荷段的申报价格做了分析,并对分段负荷步长进行了简要探讨,希望为燃煤机组在现货市场的分段报价提供参考。

燃煤机组在广东电力现货市场中提升竞争力的分析

在广东电力现货市场模式下,燃煤机组面临着更残酷的竞争,在电力现货市场的博弈中获取收益,对于企业的生存与发展至关重要。通过梳理广东电力现货市场的出清机制,分析电力现货市场中燃煤机组自身制约出清的因素,探讨燃煤机组解决或改善制约因素的措施,以提高燃煤机组在电力现货市场中的核心竞争力。

输电线路山火故障风险评估模型及评估方法研究

输电线路山火故障与输电线路运行时的气象条件、人为因素等密切相关,近年来输电线路山火故障逐年增加。建立了输电线路山火故障跳闸风险评估模型,该模型包括输电线路走廊山火发生概率模型和山火条件下输电线路故障模型两部分。应用该模型,可以根据宏观气象条件预测山火引起的输电线路故障概率。可以在山火发生后,根据山火的蔓延模型预测输电线路山火故障风险随时间的变化情况。可以根据输电走廊及其附近的植被情况,计算火源点与输电线路山火故障风险之间的关系,并制定输电线路山火故障等级分布图。研究成果可用于制定输电线路山火故障预案和防灾减灾措施。

基于MODIS数据的火点信息自动提取方法

火点自动识别是提高火灾遥感监测响应速度的关键。MODIS是第一个在仪器特征参数设计上考虑了火灾监测需求的卫星。大兴安岭地区地处草原草甸和森林交界地带,火灾频繁。以大兴安岭地区为实验区,基于马里兰大学提出的MODIS数据火灾监测算法,按照我国的地理环境和植物燃烧条件进行修正,构造了火点信息自动提取模型,形成了从图像预处理到火点自动提取的技术流程。火点信息自动提取产品有火点和异常高温点,火点提取精度达到90%以上。模型适合日间火灾监测。影响火点自动提取精度的主要是因为:图像边缘对探测值产生影响;云覆盖使辐射无法透出;烟羽的影响,使辐射降低。

云南松林飞火形成的火环境研究

分析了云南省安宁市1971年至2000年的气象资料和基础地形数据,结合2006年＂3.29＂重大森林火灾典型案例,并调查火烧迹地,得到云南松Pinus yunnanensis林飞火发生的火环境特征。结果表明：①干季的气象条件有利于飞火形成,特别是3月份,气温逐渐上升,平均相对湿度、最小相对湿度都达到最小值,分别为53%和3%;最大平均风速、平均风速、大风日数都达到一年中的最大值,分别为29.0 m.min-1,16.3 m.min-1和16.3 d,而降水量不足20 mm,蒸发量高达263 mm;②地形、地势有利于产生飞火,全市相对高差为200~1 000 m的面积占了总面积的60.7%,山高坡陡;③其他因素,云南松林区冬、春季受到西风环流南支急流的控制,又正是云南松及其林下灌丛、草本的休眠期,燃烧性强,可燃物丰富。

基于类间方差的MODIS森林火灾火点检测方法

提出一种基于火点与背景的类间方差和烟雾掩膜的红外光谱火点检测算法。该算法的潜在火点判定阈值设为305K,再利用MODIS热红外光谱通道亮温数据的类间方差值将森林火灾火点从背景中区分出来,并对低温闷烧火点采用烟雾掩膜进行识别。应用该算法对福建省和黑龙江地区的林火数据进行探测处理,与传统MODIS火点检测方法比较分析表明,该算法使用简单高效,在不同环境适应性较强,可以更准确地检测到高温明火点和一些低温闷烧火点,降低了火点的误报率和小火点的漏报率,检测效果更理想。