无人机在森林消防领域的应用概述

对无人机的构成和分类进行简要叙述,分析无人机的优势,并对无人机在林火监测、扑救辅助、灾后评估中的运用进行探讨和展望,最后总结了无人机在森林防火亟待解决的问题。

基于3S技术的森林防火规划制图过程研究

为优化森林防火规划制图过程,保证森林防火规划编制工作的高效持续开展,在总结传统规划制图过程不足的基础上,提出基于谷歌地球、奥维互动地图、ArcMap等3S技术软件的规划制图过程,实现高效、精准、常态化的数据采集及规划设计模式。基于3S技术的制图过程应遵循资料收集、底图准备、野外调查、外业数据导出及分析设计、数据统计、制图输出等步骤。为促进森林防火工程项目的有效开展和森林防火编制规划工作的可持续进行,应加强全国森林防火基础数据库的标准化建设并注重及时更新,综合利用国内各种遥感信息源。

我国森林防火工作的认识误区及战略择决

森林防火工作是国家公共应急体系建设的重要组成部分,得到社会各界的高度关注。虽然我国长期以来实施“高压防火”策略,但是重大火灾依然频发,造成大量森林资源和人类生命财产损失。这与我国森林防火工作中存在认识误区有关。因此,有必要厘清森林防火工作实践中存在的认识误区。本文结合山西、北京、四川等地发生的重大森林火灾案例,从对林火和森林火灾的认识、对“预防”与“扑救”的认识、职业化及专业化建设问题、扑火装备和先进技术应用问题等4个方面,详细地阐述了当前森林防火工作中存在的认识误区;并分析产生这些认识误区的根源;最后提出走出上述误区的战略。以期展开学术讨论和争鸣,群策群力做好森林防火工作,提升我国林火管理水平。

两种方法检测森林可燃物燃烧的烟气成分

对比红外光谱技术和超高效液相色谱—质谱联用技术对杉木林下可燃物热解和燃烧产生的烟气成分的检测结果。实验结果表明,利用红外光谱技术可以检测出烟气中的CO_2、CO、H_2O以及CH_3COOH、CH_4等有机酸和烷烃类小分子物质,而超高效液质联用技术可检测烟气中的甲醛、乙醛、丙酮、丁烯醛、丁醛、萘和苯并(g,h,i)苝等醛酮类、多环芳烃类物质。

林火生态学教学与科研互动关系研究

新建本科院校如何确定教学与科研的功能定位及协调两者之间的关系,是学校发展中需要明晰的重要问题。以南京森林警察学院森林消防学院林火生态学课堂教学与林火生态科研之间的互动关系为例,探讨如何在提升林火生态科研能力同时又能够提高林火生态学课程教学水平。通过深入分析林火生态学教学和科研的现状、存在问题及解决途径,提出林火生态学的教学与科研相互促进、相互依赖的伴生关系,教研相长是现在和未来教学和科研协调互促的必然结果。处理好林火生态学教学与科研的关系,才能使两者之间形成相互促进的良性互动。

一种基于数据融合的林火火线动态蔓延预测方法的研究

准确预测林火蔓延对于有效防治野火危害具有重要意义。传统林火蔓延速度场经验模型需要可燃物特性、坡度、温度及湿度等众多实测参数,由于参数均具有不同的时空分布,限制了模型的实际应用。因此提出速度场实时测量及水平集法模拟林火蔓延两种技术相结合的方法,通过测定火蔓延锋面的位置获取当前时刻锋面处的速度场分布并对此速度场在未燃烧区域进行延拓,结合水平集法预测林火蔓延,并使用数值模拟及实验数据验证了该方法能够有效预测短期内林火蔓延趋势,得出基于速度场的数据融合方法可满足实际林火蔓延建模的需求。

变热流下透明可燃物热解着火的影响机理分析

着火时间是可燃物热解着火过程的重要特征参数.辐射热流直接影响可燃物的着火时间,为了简化解析求解,前人往往认为辐射热流为恒定常数且不进入样件内部,但火灾发生早期,透明可燃物接收到的辐射热流可能是随着时间上升的变化热流.针对此问题,本文以适用于变化辐射热流的透明可燃物热解数值和解析模型为基础,系统研究了辐射热流上升速度、表面吸收、内部吸收等因素对着火时间的影响,比较了两种模型的结果差异并探讨了环境与物性参数对解析模型准确性的影响.结果表明:在上升热流早期,解析法与数值法求解结果符合较好,随着热流与表面温度增加,表面对流换热、辐射、热解等因素开始作用,导致解析与数值结果出现偏差,需根据此偏差修正给定可燃物着火时间解析预测结果.

计算罗盘仪测绘平面图面积的ExcelVBA算法与程序实现

为快速完成罗盘仪测绘法的内业工作,提出各角点的坐标系转换、坐标平移,并采用三角形法计算平面图面积的数学方法,从而实现了平面图展绘、平差和面积计算过程。在此基础上,提出了计算平面图面积的ExcelVBA算法并编写了相应的程序代码。结果显示,编写的计算平面图面积ExcelVBA程序不仅计算精度较高,且快速高效。

林木径阶整化的ExcelVBA算法与程序实现

为了快速完成林木径阶整化过程,建立了径阶组中值Dn与起测直径b、径阶距a的数学关系式,根据起测直径和径阶距,采用该关系式可得到各径阶组中值及其直径范围。根据各径阶的直径范围,采用计数变量ti逐株对林木直径进行判定并计数,通过对所有林木的计数结果进行总计,最终得到第n个径阶的林木株数mn。根据整个计算过程,提出了林木径阶整化的ExcelVBA算法,并最终开发了林木径阶整化的ExcelVBA程序。结果显示,编写的程序简洁高效。

基于BP神经网络的木材着火时间预测

提出了一种基于BP神经网络获得木材辐射热流作用下着火时间与物性参数相互关系的方法。建立了木材热解数值模型,模型中考虑了水蒸发、活性物质热解、热解气体流动等物理化学过程并使用实验数据进行了验证;基于数值模型提供的数据搭建并训练了BP神经网络;利用随机生成的数值数据验证了BP神经网络模型的可靠性。该方法结合了数值模拟和BP神经网络算法预测的优点,克服了实验样本数据量有限及数值模型求解较慢的问题。

昆明地区9种藤本植物活叶片的燃烧性

为了比较藤本植物的燃烧性,利用自行设计的燃烧实验装置对昆明地区9种藤本植物的叶片进行了燃烧试验,测定了9种叶片的含水率和2种可燃叶片单位面积质量、燃烧速率和损毁速率等指标。结果表明:9种叶片中,常春藤(Hedera nepalensis var.sinensis)和常春油麻藤(Mucuna sempervirens)在纯氧环境中能被点燃,属于易燃类藤本植物,且随着含水率增加,燃烧速率和损毁程度均呈现下降趋势;叶片单位面积质量越大,其燃烧速率就越低,损毁程度越小;其它7种藤本叶片均不能被点燃,属于难燃类藤本植物。

六种树种枝叶的热解特性及动力学研究

利用热重分析法在氮气气氛条件下对南京市6种常见树种枝叶的热解行为进行研究。样品的热解反应可分为水分析出、快速热解、炭化3个过程。通过热失重率和热失重速率曲线分析样品的燃烧特性,由Coats-Redfern模型得出快速热解阶段的活化能和频度因子。根据分析和计算结果对6个树种枝叶的燃烧性进行排序,由大到小依次为火炬松>蓝冰柏>枇杷>女贞>香樟>桂花。

滇中地区5种常见树种树皮热解和燃烧的烟密度研究

烟是火灾致人伤亡的主要危险因素之一,烟密度对火场能见度、灭火人员生命安全产生重要的影响。为比较不同种树皮烟密度大小差异及含水率、质量对树皮烟密度等级的影响,采用烟密度测定仪对不同含水率、质量的云南松(Pinus yunnanensis)、华山松(Pinus armandii)、直干桉(Eucalyptus maideni)、云南油杉(Keteleeria evelyniana)、栓皮栎(Quercus variabilis)5种树木的树皮进行了热解和燃烧的烟密度测定。结果表明:在质量、含水率相近的情况下,5种树皮在试验期间热解和燃烧平均产烟量由大到小依次为云南松、华山松、云南油杉、直干桉和栓皮栎,针叶树种树皮的热解和燃烧烟密度明显高于两阔叶树种树皮。在质量相近的情况下,随着含水率的增加,华山松、云南油杉、直干桉、栓皮栎树皮的烟密度均呈现先上升后下降的趋势,云南松呈现下降趋势;在含水率相近的情况下,云南油杉、栓皮栎、直干桉树皮的烟密度均随着质量的增加而增加,云南松、华山松树皮的烟密度随着质量的增加呈现先增加后减少的趋势。

黑河地区红松人工林根朽病对其主干燃烧性的影响

为了解森林病害对森林燃烧性的影响,选择研究红松根朽病与其发病部位燃烧性的关系,致力于从森林病害角度来判断病害对森林燃烧性的影响。对黑河市孙吴县患红松根朽病的红松人工林的主干发病部位的燃烧性进行测定和试验分析。利用锥形量热仪法对比患重度红松根朽病、患轻微根朽病与健康红松的树根部(a)、树基部(b)及树干部(c)的各燃烧性指标差异,通过比较引燃时间、热释放速率、热释放总量、质量损失等指标,从而得出红松根朽病对其发病部位燃烧性的影响。在患病部位相同的条件下,患重度根朽病的红松的燃烧性强于未患病及轻微患病的红松,轻微患病与未患病红松的燃烧性差异不显著。从患病部位上看,树根部的燃烧性强于树基部与树干部,且与根朽病发病部位的严重程度相吻合。红松根朽病对其发病部位的燃烧性有促进作用,且随着患病程度的增强,燃烧性也会随之增强。

5个常见树种枝叶热解的热红联用分析

通过热重-红外联用技术,研究长江下游地区5个常见树种在纯氮气氛围中、40℃/min升温条件下的热解过程的特点。进气速率为40 m L/min,温度范围为30~800℃,得到样品的热重(TG)和微商热重(DTG)曲线。对产生的烟气进行红外光谱解析。结果表明,样品的热解反应在180℃时气体排放大量增加,可分为水分析出、快速热解、炭化3个过程。热解产物主要有CO、CO_2、酯类、酸、醛等物质。

不同季节马尾松针叶热解的热红联用分析

使用热重分析仪—傅里叶变换红外分析仪联用(热红联用)技术,对南京森林警察学院仙林校区内冬、春两季的马尾松针叶热解过程的特点进行分析,并对热解产生的烟气成分进行红外光谱解析。结果表明:在空气气氛下,马尾松针叶快速热解过程析出大量的挥发分,可达到60%左右的失重率,主要发生在180～380℃的温度区间内,其烟气主要成分是CO、CO_2、酸、醛等物质。

基于热重-红外联用技术的杉木林下可燃物热解和燃烧烟气成分分析

分析杉木林下地表可燃物热解和燃烧烟气成分,对预防森林火灾烟气危害、保障扑火人员的生命安全具有重要的作用。采用热重-红外联用技术对杉木林下的草本、针叶、枝条、球果4种可燃物在氮气、空气、氮气和空气混合3种热解模式下进行烟气成分分析。结果表明,球果、针叶、枝条的热解过程分为3个阶段,草本植物的热解过程分为4个阶段,是否有氧参与对于可燃物的热解具有较大的差异(P<0.05)。从3种模式下的4种样品红外光谱图中可以发现,每种样品在2 250～2 400cm^(-1)处的吸光度最高,草本植物的吸光度高于同种模式下的其他3种样品的吸光度。杉木林下可燃物的烟气成分主要有CO2、CO、CH_3COOH、H_2O、CH_4等烃类、醛类、酮类、醇类小分子物质。

兴安落叶松人工林地表可燃物分布研究

以大兴安岭南部兴安落叶松林人工林为研究对象,根据立地因子(海拔、坡度、坡向)和林分特征(郁闭度、密度、平均树高、平均胸径等)设置标准地,利用收获法调查地表可燃物负荷量,包括每个样方内的灌木和草本1h时滞、10h时滞和100h时滞负荷量。据此,通过相关性分析研究立地、林分因子对可燃物负荷量分布的影响。

可燃物热解和燃烧烟气成分研究综述

可燃物燃烧时生成的烟气包含气态、液态和固态成分。大部分研究集中在可燃物燃烧生成的气态成分方面,烟气中主要成分有CO、CO_2、SO_2、NO_X、CH_4、H_2S、COS、O_3等,主要研究方法为排放比法和排放因子法,可以进行小尺度定量和动态分析;在烟气液态成分研究方面,已发现有直链烷烃、芳香烃、醛、酮、醇、酚、二噁英等物质种类,可以用傅里叶红外光谱仪、离子色谱仪、气质联用仪、液质联用仪等精密仪器进行定性和部分定量研究;烟气固态成分方面研究较少,主要集中在PM1.0、PM2.5、PM10等固体颗粒物和灰分等方面。对可燃物燃烧生成的烟气进行动态、定量和多时空尺度研究是未来发展的重要方向。

林火社会学学科初探

阐述了林火及林火社会学的含义,提出了林火社会学研究的主要内容,分析了林火社会学与林学、社会学、生态学等相关学科的关系,探讨了林火社会学学科建立的必要性和可能性。林火社会学是林火问题研究的新视野,为认识和防控林火开辟了新的路径,在理论和实践上都具有重要意义。