前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇森林童话范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
我是一只老虎,生活在大森林里,这儿有我的许多好朋友。
这片森林一直很平静,长满了参天大树。春天,有成片绿阴和草地,我们可以随便在哪儿玩。夏天,太阳火热火热的,我经常和伙伴们去河里洗澡、戏水,然后再去树阴底下休息。秋天,是个好季节,我们会爬到树上去,把果子摘下来,装好,带回家,然后把它们做成果酱,涂在生鱼片上吃掉。冬天,一个雪白的世界,大雪把大树、大地和房屋全都染成了白色的,这时我会围着大树,用雪堆成一座座结实的宫殿,请伙伴们来作客。
日复一日,年复一年,时间过得飞快。不知什么时候,大森林里来了一群人,他们拿着斧子,疯狂地砍伐树木,践踏了花草,破坏了我的家园。从此,我们这片森林不再安宁。春天,没有了成片的树阴和草地;夏天,再也没有了树阴乘凉;秋天,也没有果实可采摘;冬天,大树没了,“宫殿”已不能再搭了。我恨这群人们。
不行,我决定行动起来。一天,我召集了我的伙伴们,找来一些废木头,做了许多牌子,在牌子上写着:“请你们脚下留情,手下留情,放过我们的家园——大森林吧!”写完,我们马上分头行动,把这些牌子插在醒目的地方,希望他们能看见它。
没过多久,大森林又恢复了从前的样子,我们又能够在这里快活地玩耍了。
家有男孩
作者:麦克米伦
国家:英国
(广州旅游出版社)
中国目前面临男女比例不平衡的境遇,男性数量要大大超过女性数量,也就是说,“家有男孩”的家庭一定不在少数。但针对儿童的专向研究却在提醒我们:逃学,多动、孤独症、阅读困难等诸如此类的问题在男孩身上,大有愈演愈烈之势。
爸爸妈妈们先不要慌张,本书从男孩的大脑开发,到他的性格养成逐一进行讲解,不妨借鉴书上的方式,和孩子进行沟通,或许还有意外的惊喜呢。
为孩子立界限
作者:克劳德&汤森德
国家:美国
(民族出版社)
现在的孩子大多是独生子女,在家里也是倍受关爱,于是在集体生活中,就可能显得有些不顺利了,或多或少会显得不够“成熟”。其实,家长们应该根据孩子的成长特点,有意识的培养孩子的独立精神,让孩子的心理年龄跟上生理年龄。
《为孩子立界限》的作者在美国拥有众多FANS,本书是他们的第二本畅销书,书中详尽地介绍了让孩子们学会自律的种种方法。可谓是相当实用。
安房直子是个远离尘嚣的人,一生淡泊,深居简出,甚至拒绝出门旅行。她在自己写的一份年谱中,曾经写到1972 年她29 岁时,在长野县东边的轻井泽盖了一山间小屋,以后每年的夏天都在那里度过。
那是一个落叶松环抱的地方,一到早上,她就会在院子里那张铺着白色桌布的桌子上写作,为读者留下了一山坡野似的童话,犹如一首首空灵隽永的短歌。她说自己不善于写长篇故事,除了《天鹿》等为数不多的几部长篇之外,她的作品大多是短篇集或是短篇系列。
安房直子曾说,她喜欢写幻想小说,是因为太喜欢在幻想与现实的境界之间那种微妙地变化着的彩虹一般的颜色。她说描绘那个境界线,让她着迷。她喜欢模糊幻想到现实的那层界限。大多数时候,她从现实进入幻想都是突如其来的,但却不让读者感到突兀。
对死者的怀念、盲者对颜色的渴望、时间对生命的不同意义……或许正是这些超越时空的元素衔接了两个世界的断裂,模糊了从现实进入幻想的界限,让现实沉入幽幽的幻想底层,支撑起另一个世界的瑰丽大厦,充满了一种格林童话式的幻想风格。
在她的故事中,不可缺少的是颜色和声音。甚至说她的童话是一个色彩组成的世界。无论是天空的颜色、树木的颜色、裙子的颜色、菜肴的颜色、花朵的颜色、房屋的颜色、阳台的颜色,都是关于梦的颜色。这些颜色,引导着孩子的想象力在梦幻和真实之间尽情飞翔。
但可惜的是,安房直子的童话太具有性别特征了,充满阴柔之美。无论哪部作品,她总是从女性的视点出发,把淡淡的哀愁融入到自己那甜美的文字当中,但对于憧憬英雄诗篇的男孩子们,似乎就缺少吸引力了。
从外貌上来说,书中的这位巨人可真不算美,甚至穿着还很邋遢,可他却有一顶美丽的金冠,这是为什么呢?书名明明叫“城里最漂亮的巨人”不是吗?待仔细看过内容才发现,原来因为他是城里最最好心眼儿的巨人,也是最最快乐的巨人,所以他是金冠当之无愧的拥有者。美丽的外表不是一切,只有精神的充实和心地善良,才是快乐的源泉,宝宝们一定要明白这样的道理才行。
和“城里最漂亮的巨人”同系列的还有《咕噜牛》、《咕噜牛小妞妞》、《小海螺和大鲸鱼》、《女巫扫帚排排坐》、《小房子变大房子》等5 个小故事,讲述了智慧、勇气、友谊、意志力、人生目标、幸福的本质,或许孩子现在还不能够理解,但他们有兴趣就可以了,更多的道理会在他们的成长中渐渐领悟,渐渐了解。
小鸟:小伙伴们,起床啦!
所有小动物从大树后面出来。
所有:今天天气真是好,太阳公公眯眯笑,花儿张开了笑脸,大树小树把手招,小鸡唱着欢乐歌,小伙伴们乐陶陶,乐陶陶,乐陶陶。
小鸟:欧!我们的家太美了!
所有:太美啦!太美啦!
所有小动物一起跳舞。
小鸟:你们是谁?来干啥?
砍树人:哈哈哈,你们这里的树太好了,我们要向李老板交货!我们开始来这里砍树啦!
所有小动物:不行不行!这是我们的家!
砍树人:走开走开!
砍树人1:兄弟,我把他们都赶跑了,我们开始砍树吧。
砍树人2:好!
两位砍树人开始砍树。
砍树人:哈哈哈,这里的树太好了。
小鸟:我们的家快没了。(哭)
两只小牛出场。
牛弟弟:牛哥哥,你闻闻,好想的味道啊!
牛哥哥:你别顾着吃,听听什么声音,好像有人在哭。
牛哥哥牛弟弟:你们怎么了?
小鸟:有两个砍树人到这里来乱砍树,这片森林快被毁了。我们的家快没了。
所有:我们的家快没了。
砍树人出现,继续砍树。
所有:快看,他们又来了。
牛哥哥牛弟弟:你们放心,我们来治治他们。
牛哥哥:你们在这里做什么!(指着砍树人说)
砍树人1:没看到我们在砍树吗?
不要理这两只可恶的小牛,我们继续砍!(看着砍树人2说)
砍树人2:好!
牛弟弟:你们,你们赶快给我住手,你们再这样乱砍下去破坏这片森林,小动物们会无家可归。
牛哥哥:你们再不住手,我们就要对你们不客气了!
牛哥哥和牛弟弟与两位砍树人争抢。最终取得胜利。
砍树人1、2:救命,绕了我们吧,我们不砍就是了。
砍树人1:没关系,过了今晚,我们再来砍。(轻轻地对砍树人2说)
砍树人2:好。(轻声)
所有:砍树人被赶跑了,小伙伴们快来呀!
牛哥哥:等一下,砍树人那么狡猾,晚上他一定会再回来的。
小兔子:那怎么办呀?
小鸡:对呀,怎么办?
牛弟弟:我有一个办法。
所有小动物靠在一起进行商量。
牛哥哥:嗯!真是个好办法。
所有:嗯!就这么办!
所有小动物假装躲在树后面。
砍树人1:兄弟,趁着他们睡觉,我们赶紧把树砍走。
两位砍树人开始砍树。
砍树人2:咦,好多钱,兄弟你快来看。
砍树人1:哇哦,好多钱。
砍树人1、2:发财了发财了!
两只小牛快速出现,拿着网兜罩住两位砍树人。
砍树人1、2:啊!什么东西把我们盖住了?快放开我们!
所有:太好了,太好了!抓住坏人了!
牛哥哥:我就知道,你们还回来破坏森林的。
牛弟弟:哈哈哈,现在被抓住了吧,看你们没怎么办!
所有:看你们怎么办。(指着两位砍树人)
牛哥哥:你们知不知道,乱砍树,会造成生态环境恶化,气候发生改变,自然灾害频频发生。
牛弟弟:破坏自然生态环境的责任,你们负担得起吗?
砍树人1、2:原来,乱砍伐树木会造成这么严重的后果呀,我们知道错了,再也不会乱砍树了。
牛哥哥:那给你们一次机会,让我们一起做森林小卫士,保护环境,共同创建文明美丽的家园。
所有:好!
关键词:森林土壤;理化特性;调查分析;通道县
中图分类号:S714
文献标识码:A文章编号:16749944(2016)12002204
1引言
通道县地处湖南省西南边陲,湘、桂、黔三省(区)交界之处。境内气候温和,冬无严寒,夏无酷暑,降雨充沛,年蒸发量小于年均降水量,林中空气湿度高,土壤自然含水量高。区内主要为砂质页岩、页岩、沙砾岩发育的母质,地带性土壤为红壤、山地黄壤、山地黄棕壤,海拔为206~1077 m。保护区内保留着成片的常绿阔叶林,其区系地理成分复杂、起源古老,物种荟萃,群峰耸立,沟谷纵横,水系发达,林木繁茂。这种山、水、石、林兼备的优美生态环境,充满了大自然原始、幽野的神韵。为了保护这块神圣土地,让人们了解自然、认识自然,开展了森林土壤资源特征调查与研究。
2研究方法
对通道县的森林土壤调查与研究中,采取野外挖掘土壤剖面观察、记载测定和室内理化分析相结合的方法。室内分析采用的是国家标准方法[1,2]。土壤水分物理性质采用环刀法,土壤团粒结构采用机械筛分法,常规方法测定土壤含水量、有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾、pH值(H2O),机械组成用比重计法进行测量。
3调查结果与分析
3.1土壤剖面形态的观察与描述
土壤剖面形态,是诸成土因素共同作用下形成的内在性质和外在形态的综合表现,是成土过程的客观记录。土壤剖面是指由上向下包括不同发育层次的垂直切面。它的界线,是以空气或浅层水为上界,以坚硬的母岩或不再有生物活动的土状物质为下界。土壤剖面是在成土因素不断影响下而逐渐产生层次分化所表现出来的一种纵向变化现象,是在土体同外界物质发生相互交换而促使内部物质迁出、归回,分解合成和依变创新而产生的层次变异。土壤是成土因素的函数,也是自然环境的一面镜子,它将各种自然环境因素在土壤剖面上反映出来,这样就能从土壤剖面形态来推断成土环境。保护区土壤主要形态是:枯枝落叶层(A0)较厚2~6 cm,在坡度大而陡的环境条件下,这种粗腐殖质层厚度的分布应视为良好。有的土层A1层与A层上下土层界面之间没有明显过渡。A层(淋溶层)平均厚20.5 cm,表层颜色从高海拔往低海拔的顺序为黑色(5Y2/1)、暗灰棕(5YR/2)、暗棕(5Y2/1),但在常绿阔叶、落叶林典型群落内,特别是沟谷森林条件下的土壤剖面上反映颜色与海拔高度异同。如低海拔样地,表层为黑色,其原因是沟谷边或冲积土湿度大粗腐殖质难以分解,腐殖质化程度较高,使土壤表层出现黑色。B层(淀积层)为暗灰棕(5YR4/2)、淡棕(7.5.YR5/6)、淡黄棕(10YR7/6)、黄棕(10YR7/8)、为红黄色(7SYR6/8)。土壤结构好,一般剖面以A层为粒状、核状,B层为碎块状,C层为碎块状出现。土壤质地为重壤土、轻粘土。
3.2土壤发育层次分化特征
土壤层次,是指层次界线性质、层次厚度以及层次与层次之间或亚层与亚层之间的反差程度。在调查的21个剖面保护区土壤的发生层不论是海拔为350 m低点,还是海拔1350 m高点,中部为发育较完善的A0―A―B―C―D土体构型或A0―A1A―B―C―D土体构型,说明该区的成土环境是良好的,在该保护区基本没出现A1层、A层,而是A1A层交织一起,A1层、A层上下腐殖质层之间无明显的过渡,形成A0―A1A―B―C―D土体构型。这里的土体构型,与沟谷森林地貌景观有关,与降雨量和蒸发量消长有关。降雨量决定其干湿状况。以湿润系数(K)为指标,境内的干湿消长状况是降雨>蒸发,湿润系数(K1.84)>1.5,干湿程度为过湿。说明,森林的土壤过湿,有机残体进入土壤以后,在以土壤生物为主的作用下,把复杂的有机物转变为简单的化合物,最后变成无机物―矿质化过程减弱。
发生层粘粒含量及比率。根据机械组成分析结果计算A层、B层与C层的粘粒比率,可以确定土壤粘化作用的强弱[3]。土壤机械组成分析表明(表1、表2、表3)土壤质地尚好,为重壤土、轻粘土。沙粒(>0.05 mm)占5.44 %~32.64 %,沙粒含量的多少与不同母质、坡度上发育的土壤有关。粉沙粒(0.001~0.05 mm)占45 %以上,而粘粒含量在30 %以下,1,为1.01~1.10,说明境内在植物繁茂的条件下森林土壤环境较好,土壤侵蚀强度弱。
3.3森林土壤类型
境内的地貌特征是山地夹丘陵谷地,以中低山为主,海拔206~1607.7 m。由于纬度偏低,地势变化大,人类干扰小,加上气候温和,雨量充沛,适于亚热带动植物的生长和繁殖,植被覆盖率大。在特殊的沟谷地貌和生物气候条件下,有利于土壤的脱硅富铝化作用和生物富集过程,决定着该区的土壤类型为红壤、山地黄壤、山地黄棕壤。
3.3.1红壤
红壤分布在海拔300~800 m。根据中国森林土壤1984年分类的标准,红壤几种不同的亚类有红壤、黄红壤、棕红壤等,由此将黄红壤亚类归在红壤土类。保护区海拔300~550 m为红壤,550~800 m的山地土壤为红壤与黄壤的过渡带即黄红壤。黄红壤分布地区水湿条件和红壤基本类同,但热量条件较红壤差,同典型红壤的区别是以黄红色为主,即氧化铁水化为褐铁矿和针铁矿而呈现黄红色基调。这类土壤一般分布在中低山丘陵及山麓地区,坡度一般为25°~35°,粘粒(
3.3.2山地黄壤
山地黄壤分布在海拔800~1100 m常绿阔叶林或常绿、落叶阔叶混交林及针阔混交林中,主要树种有拟赤杨、楠木、枫香、杜英、木、栲、湖南山核桃、杉木、马尾松等。母质类型为页岩、板岩、沙砾岩发育。地貌类型以群山接岭的中低山为主。气候特点是冬无严寒,夏无酷暑,空气湿度高,土壤形成发育除一般富铝化过程外,还进行着明显的黄化作用。土壤剖面常有A0―A1A―B―C―D构型,A0层3~6 cm,土壤表层为粒状结构,土体厚度一般在70~100 cm,土壤颜色与腐殖质聚合、分解紧密相关,肥力高的土壤颜色就深,也就是说腐殖质含量就高。表层颜色深浅顺序依次为黑色(5Y2/1)、暗灰棕(SYR4/2)、暗棕(7.5YR3/4),心土层为暗灰棕(5YR4/2)、淡棕(7.5YR5/6)、黄棕色(10YR5/8)。土壤结构、松紧度一般在层次上分异明显。A层为粒状结构,B层为核状结构,C层为碎块状结构;松紧度A层为散,B层为紧,C层为紧;质地为重壤土、轻粘土。其他理化性质见表5。
3.3.3山地黄棕壤
山地黄棕壤是亚热带土壤垂直带谱的基本组成之一。保护区的山地黄棕壤主要分布在海拔1100 m以上的山地。山地黄棕壤的气候是以雨量多,湿度大、气压低、云雾环绕、无霜期短为特征。山地黄棕壤分布的海拔较高,坡度植被组成以常绿革叶灌丛为主,主要树种有鹿角杜鹃、南岭杜鹃、马尾松、山柳等。土壤紧,质地重壤土,pH值5.0;23~45 cm,暗黄棕色(10YR5/4),碎块状结构,中量根系,土壤紧,质地重壤土,润,pH值5.2;45~61 cm,淡黄棕色(10YR7/6),碎块状结构,中根系,土壤紧,质地重壤土,润,pH值5.5,其理化性质见表6。
3.4典型植物群落森林土壤养分特征
3.4.1典型群落森林土壤养分差异大
从表7可见:①21个典型样地中森林土壤有机质平均值为61.83 g/kg,标准差为15.92 g/kg,是平均数的25.11 %,变幅范围30.86~84.48 g/kg,差值达53.62 g/kg,最高含量为最小含量2.74倍。②21个典型样地森林土壤全氮平均为2.87 g/kg,标准差为0.73 g/kg,是平均数的24.74 %,变幅范围1.54~3.80 g/kg,差值达2.26 g/kg,最高含量是最低含量2.47倍。③21个典型样地森林土壤全磷平均为0.44 g/kg,标准差0.24 g/kg,是平均数的52.27 %。变幅范围0.17~0.91 g/kg,差值达0.74,最高含量为最低含量5.35倍。④21个典型样地森林土壤速效磷平均为7.17 mg/kg,标准差4.78 mg/kg,是平均数的64.99 %。变幅范围1.92~18.19 mg/kg,差值达16.27 mg/kg,最高含量为最低含量9.47倍。⑤21个典型样地森林土壤速效钾平均为118.73 mg/kg,标准差为48.86mg/kg,是平均数的41.15 %,变幅范围76.44~218.2 mg/kg,差值达141.76 mg/kg,最高含量为最小的3.64倍。由于土壤生态环境的变化,造就了植物多样性良性循环的大环境。
3.4.2典型森林群落对土壤有机质含量的影响
根据通道县土壤垂直地带性和植物群落具有代表性的种类,选择了21个剖面层次分化较为典型的森林林地,参照有关文献[5],选取与肥力特征有关的特征指标。土壤有机质是土壤养分最重要的指标之一,它是土壤中各营养元素特别是氮、磷的重要来源,以林地土壤有机质含量为化学指标作为评判肥力较为合理。从表10中看出,在21个群落中有机质大于75 g/kg的有6个群落为I类型,有机质在50~75 g/kg的有10个群落为Ⅱ类型,有机质低于50 g/kg有5个群落为Ⅲ类型。在成土环境基本相同的条件下,坡面位置和植物种类及生长势有关。从坡面位置看,I类型中有针叶林的马尾松群落分布在脊背上,岩竹分布在龙底岩790 m的夷平面上,这两种地段的土壤侵蚀微弱,比较陡坡面上的土壤年龄较长,肥力要高;1个为坡脚的杉木群落,土层较厚78.0 cm,分别比平均土层73.8 cm高6.2 cm,土壤坡积物多,冲积肥力高。另外5个由喙核桃―豌蕨、润楠+杜英+青榨槭、榉木+南酸枣―杜茎山、拟赤杨+罗浮栲―尖叶伦、光叶白兰组成的落叶阔叶林、常绿阔叶林群落组成,前4个为落叶阔叶林,后1个为常绿阔叶林。根据“九五”期间的研究结果[6],土壤有机质:落叶阔叶林>常绿阔叶林>针叶林,分别为63.95 g/kg、45.35 g/kg、32.58 g/kg,前者分别为后者的41.01 %、96.29 %,而光叶白兰常绿阔叶林群落,在调查中属于异常的情况,高出其他几个常绿阔叶林群落的有机质含量,其原因为本样地林木粗壮,林龄偏大,土壤粗腐殖质厚为5 cm,在森林土壤中粗腐殖质是每年增补有机质的主要方式。森林每年从土壤中吸收的物质只有30 %~40 %用来生长木材,而60 %~70 %以落叶枯枝的形式归还给土壤,经李昌华[7]测定,几种主要森林类型归还给土壤的凋落物,最多的是常绿阔里弄林(苦槠、木荷)每年的归还量有9.5l t/hm2。Ⅱ类型001、008、009、010、011、013、016、017、018、021有5个为常绿阔叶林群落,有2个为常绿落叶阔叶混交林,有一个为坡度大的落叶阔叶林群落。Ⅲ类型5个群落中,有003、004、007为低海拔的红壤亚类,005为黄红壤亚类,这一类型不但处于人为活动较大低山区,而由于生物气候差异引起土壤腐殖质积累偏低。
4结论与建议
4.1通道县森林土壤物理性能好,有机质含量高
从物理学的观点来看,土壤是一个极其复杂的,三相物质的分散系,它的固体基质包括大小、形状和排列不同的土粒。这些土粒的相互排列和组织,决定着土壤结构与孔隙的特征,水和空气在孔隙中保存和传导。境内土壤质地为重壤土、轻黏土,沙、黏比例适中。由于境内特有气候和地形形成的天然次生林,因此,森林土壤有机质平均达61.83 g/kg。新鲜腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂,在钙离子的作用下,能形成水稳性团粒结构。结构良好的土壤,具有多孔性,不仅有利于排水,也有利于保水。
4.2土壤资源是人类赖以生存的基本物质基础
在这块肥沃的土地上,经过漫长的地质年代,才逐渐由砂质页岩、板页岩、硅质岩类风化成母质,数千年后才形成土壤。建议加强森林保护,合理开发和利用,实施退耕还林,增加森林质量,增加林下土壤枯枝落叶层,涵养水源等特殊功能,对土壤进化起着积极的作用。
参考文献:
[1]
中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上海科学技术出版社,1976.
[2]中国科学院.森林土壤分析方法[S].北京:国家标准局,1998.
[3]朱先贵.土壤调查与制图[M].北京:中国农业出版社,1998.
[4]陈绍栓.杉木细柄阿丁枫混交林涵养水源功能和土壤肥力的研究[J].生态学报,2001.
[5]丘风琼,丁庆堂.不同肥力水平的黑土中有机质碳、氮、磷的形成及其分配与供肥强度关系[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1983.
关键词:森林防火;实战指挥;一体化神经系统
中图分类号:S762.3 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.034
Construction of Forest Fire Prevention of Actual Combat Command Integrated Neural System
ZHANG Yan-hong1, LU Yong2, CHEN Jun-jie1, WANG Da-zhen1, WANG Jing-li1
(1.Forestry Bureau of Jixian in Tianjin, Tianjin 301900, China; 2.Anhui Four hit Electronic Limited Company, Hefei, Anhui 230000, China)
Abstract: At present, forest fire prevention information construction variety on the system. It is lack of unified technology platform. It can’t implement interaction and optimized integration to the greatest extent. We proposed to build the integration of forest fire prevention of actual combat command nervous system, forest fire prevention command scheduling platform as the brain, as neural network communication link, multivariate data acquisition as nerve endings. It will be the data collection, transmission, analysis, feedback and so on each link of organic integration. Purpose to improve the emergency disposal ability of forest fire.
Key words: forest fire prevention; actual combat command; the integration of the nervous system
森林火灾是森林的主要灾害之一,不仅严重破坏森林资源,造成巨大经济损失,而且造成灾区及周边地区环境的严重污染。森林火灾的扑救管理在全球范围内都是一个难题。当前大多数森林防火的信息化建设,更多地将关注点集中在具体功能的实现、静态数据的展现,忽略了相关信息的获取与关联,无法将不同结构、不同层面的信息技术统一在同一平台上。鉴于森林防火业务的特点,信息系统建设的难点综合体现在火情难以快速获知、态势难以全面掌握、信息难以通信共享。
1 现 状
1.1 系统分散造就数据孤岛
由于管理上的需要,森林防火指挥部往往建立了各种架构和功能的信息系统。例如,视频监控系统通过自组网络或公网将监控视频回传到监控中心,森林防火地理信息系统管理基础空间及防火专题数据,GPS或北斗定位系统负责人员、车辆的定位管理,视频会议系统实现指挥中心与分会场的视频会话,超短波电台系统实现对讲机的音频通信等。
门类众多的信息通信系统,各成体系,相互将无法交互,更谈不上功能的整合优化,即使同属视频信号的监控与视频会议也无法整合;同为音频的电话手机也无法与对讲机通话。如果再考虑到林业其他部门系统中与防火息息相关的森林资源、卫星遥感等数据系统的割裂,众多的数据孤岛将大大增加用户的使用难度,降低数据使用和功能操作的效率,违背系统建设的初衷。另一方面,众多的信息系统及通信网络并行,就如同牵线木偶,每一根线只能完成一个局部的功能。然而在森林火灾扑救指挥时,只有各个系统协调一致,才能够准确有效地实施指挥,这对于系统操作人员的要求非常高。随着技术手段的提升,可能还会有更多的系统加入,如果不能实现一体化的管理与操作,最终只能造成紊乱,事与愿违。当各个异构网络与系统统一整合在同一界面与操作环境下的实战指挥平台中,才有可能在情况瞬息万变的火场环境中操作自如。
1.2 高山密林形成通讯鸿沟
林业管理的地形环境复杂多变。东北林区原始森林树高林密;西南林区崇山峻岭,人迹罕至。不仅基础的公共网络很难覆盖,就连自己架设通信链路也很难实施,维护成本巨大。森林防火采集的各类数据没有通过网络回传,指挥中心就无法正确决策;扑火指挥的指令不能保障上传下达,指挥调度更是无从谈起。事实上,野外环境的网络覆盖,已经成为森林防火信息化建设的瓶颈。
现有的各种通信装备各有长短,可以解决某一段通信问题,但都有其局限性,仅靠一种手段不能满足森林防火通信保障的需求(有线通信、公众移动通信、短波通信、超短波通信和卫星通信等)。指挥中心要能够指挥到前方,快速下达指令,跨终端一呼百应。目前主要以音频通信为主,缺乏视频、消息、LBS定位、业务的综合化体系。前方图像目前以固定t望塔为主,建造成本高,捕获概率低。当发展了多种音频和视频通信系统,各类通信系统互联互通又存在问题。通信孤岛降低了沟通效率,增加了用户对装备的使用难度。扑救森林火灾,通常是军、警、民协同作战,跨部门协作性要求高,互联互通存在诸多问题。
2 构建一体化神经系统
随着我国基于北斗的定位通信系统、大数据应用、物联网、移动互联技术、无人机等新技术的大量成熟运用,尤其是近年国家林业信息标准化的制定,为打造全新的森林防火工作管理模式提供了良好的条件。我们通过新技术突破原有的应用瓶颈,通过规范标准实现信息整合与共享,进而打造贴合实战要求的森林防火实战指挥一体化的神经系统。
一个具有活力和卓越能力的人体,必然是具有统一人格、统一思维、完整神经系统的有机整体。我们构建的森林防火实战指挥平台也以建立一体化的神经网络系统为目标,将数据采集、传输、分析处理、指令反馈等各个环节有机整合。火场前线多源数据采集就像是感知环境的神经末梢,终端应用的信息接收与处理类似神经元,融合统一的通信链路构成了神经网络,指挥调度平台就承担了大脑的角色。
森林防火一体化神经系统能够不断地自我成长或者进化。系统的升级体现在3个方面:一是火场感知信息,判断处理后自动触发后续服务应用,缩短应急响应周期(形成膝跳反应或条件反射);二是具有融合新技术、新网络、新数据格式的能力(系统自我学习与升级);三是后端的指挥调度平台在今后的实际工作中逐步形成用户个性化的运行模式,符合用户实际管理与操作规范(形成思维模式与人格完善)。
2.1 构建火场感知
了解构成火场态势各类动态数据,是准确判断火情发展趋势的必要条件,更是森林火灾扑救指挥的基础。所谓火场感知,就是通过各种技术手段和途径采集数据。火场感知是森林防火预警及指挥的客观依据,缺乏感知,就无从判断。
火场感知信息由几大种类构成:视频信息、音频信息、位置信息、环境信息以及其他相关信息。
2.1.1 视频信息 视频具有直观、信息量大的特点。对于灾害应急的处置,决策与参与人员最希望获得的就是视频信号。视频信息将通过固定监控点、单兵背负、无人机带载及视频会议终端分别获得。实现从局部到全局、有平视到俯视的多角度观察。
2.1.2 音频信息 音频交流是人与人之间最直接、最有效率的沟通方式。我们一方面将手机与对讲机互通,并整合到指挥系统中,让对话在系统内完成;另一方面通过语言合成,将系统传递的文字内容通过语言传达,简化前线人员的操作。
2.1.3 位置信息 位置信息包括人员物资的位置信息和火点火线的位置信息。系统通过实时定位,获知移动目标的轨迹、分布,了解火场动态;前线人员亦能够通过手持信息终端,标绘火烧迹线等数据信息,标注火场态势。
2.1.4 环境信息环境信息 包括温度、风向、风速等气象因子和危险气体含量等环境数据,前线人员的生命体征数据获取,以及区域内的高压线、重点仓库、危险源、古树名木等敏感高危设施分布。系统借助专业传感器技术,可通过穿戴式设计与装备、服装结合,实时监测环境数据,后端信息系统检索高危重点设施,主动推送提醒。
2.2 网络动态覆盖
如前所述,网络通信是阻滞森林防火信息系统建设的最大瓶颈。公共无线网络在山区、林区的覆盖率很低,尤其是人口密度很低的区域。超短波电台的自组网络,是各级防火部门和队伍之间的线状或网状的分布,更加无法实施全覆盖。大多数的视频监控是点对点的微波传输,仅传播视频及相关的控制信号,不能承载其他信息的传送。卫星网络的传输,成本过高,不能按需使用。
如果在特殊要求下,临时性地解决某个区域、某点的网络通信问题,现有的技术可以做到,但是若要实现全面信号覆盖,则成本过高,根本不可行。而我们解决问题的目标,首先是当我们需要在某个区域实行网络通信时,网络已经具备或可以在很短的时间内构建。其次是不同协议、不同介质的网络能够协调一致,提供全面的信息数据传递。我们通过设计全新的前线指挥车或移动指挥所的建设,实现上述目标。如果说指挥中心是神经系统的“大脑”的话,前线指挥车的功能要大于一般意义上的“脊髓”,它不仅负责将全局各类感知信号汇集输送至大脑,并将多种网络融合管理,针对前指态势实施指挥调度。
我们以指挥车为中心,利用4G网络协议,构建火场自组网络环境,实现电脑及智能终端之间的通信连接,实现火场的动态覆盖;利用北斗定位通信系统,实现移动目标的定位及位置信息回传;车载电台基站联系对讲机的音频对话;利用3G等无线公共网络,实现指挥车与指挥中心系统的联系与交互;在没有任何公网覆盖区域,考虑通过卫星通信网络将必要信息回传指挥中心;指挥中心负责将接收到的各类信息通过传统的IP网络,共享给不在前线的其他相关部门、人员。
2.3 综合数据管理
火场感知系统获取到数据种类很多,格式各异,数据采集手段及传输方式不同,并且数据实时更新,大量产生,所以必须建立统一的综合数据管理平台,将数据集中整合,分析处理后分散应用。
首先,我们将不同格式的多媒体信息、相关数据、文字信息统一管理,以基础地理空间数据为依托,构建空间属性一体化的数据库系统,实现动态数据与空间位置紧密关联。
其次,我们应实现不同对象、不同设备之间的数据流动,这包括基础数据对于终端的支撑共享,不同队伍、单兵之间的传递,指令的下达分发等。
最后,统一的综合数据平台设计,应支撑更多数据分析处理、更多功能应用与扩展。
2.4 一体化集成
2.4.1 应用系统的界面 力求一体化、可视化实现系统内部机制的整合,也包括标准一体化。
2.4.2 网络通信的一体化 实现不同网络、不同协议之间的交互,通信在平台内部完成,用户在实际操作时,不需要在考虑不同通道之间的切换。
2.4.3 数据链路一体化 系统数据的采集、通信、处理分析、共享、指令反馈在同一平台上完成,不需要额外的人工干预、导入导出。
2.4.4 应用功能一体化 实现不同类型系统功能的调用,在同一操作界面下,实现类似地图标绘、目的跟踪、图像调用、视频会议、语音通话等异构系统的操作。
3 通过异构网络融合打通神经脉络
按照应用先进通信和信息技术、面向行业实际、分段实施验证、平战结合的设计原则,利用先进的软交换技术、应急通信技术及网络数据融合技术,集互联互通应急通信网络、指挥中心各类基础支撑系统、语音调度指挥于一体,在紧急情况下,能快速将不同频段的无线电台、对讲机、网络电话、固定电话、手机、卫星电话、无线对讲等通信设备组成一个统一的通信平台,依据各类应急预案和应急流程,实现指挥调度中心、不同部门和事件应急现场之间快速组网,以实施指挥调度、信息交换共享。
异构网络融合采用集中调度指挥、树状分布响应的配置方式。调度终端对象依托行业专网、PSTN网、G网、C网、无线对讲网络以及IP网络、卫星链路与交换主机服务器、语音调度席、指挥中心应急管理信息交换媒体、信令、调度作业等数据信息。通过数据中心实现与应急相关业务应用的数据集成,通过应用集成平台实现与应急相关业务应用的流程集成,实现不同系统的“无缝”融合。系统结构图见图1。
4 一体化整合应用支持大脑决策
系统实现以地理信息系统(GIS)为基础的、一体化的实战指挥。应用软件与监控系统、北斗定位通信系统无缝连接,使用户通过GIS这个统一的界面,利用公共接口构件,任意调用、操作包括北斗定位、多网通信、视频监控、决策指挥、卫星数据监测等在内的其他系统。
综合决策平台承担了信息系统后台海量数据处理、分析运算、指令、服务推送等工作。所有火场信息结合基础空间数据最终汇集在后台系统中,并将各类信息之间的内在关系统一管理、展现、分析,最后将反馈信息及调度指令下达到前线。见图2。
4.1 值班接警
当日值班人员登记的火情登记表中的数据不仅仅作为以后生成火灾档案(火灾损失)和查处火灾案件的主要依据,还将作为扑火指挥的数据来源。为了保证系统的时效性,值班记录必须在系统规定时间段填写,逾期不予填写。
4.2 火场综合态势分析
针对火场态势实施分析,首先需要实时接收、存储火场一线回传的感知信息;然后基于感知信息,结合基础空间、属性数据相互关联,综合分析。视频图像、音频对讲、气象环境、人员位置等火场感知信息的不断变化,并相互关联,综合上述动态信息,才能准确描述、分析火场态势。
4.2.1 视频综合调用系统 在调用视频信号时,将不再考虑视频信号不同来源,而直接点击所要查看的视频信息对象所在地图上的位置图标即可。
4.2.2 气象环境管理 气象信息分别由无人值守气象站和手持终端采集传输。指挥中心接受到的气象数据分别由北斗通信网络、无线公网、火场前线自组网络到达指挥车后再传回。
4.2.3 移动目标定位指挥中心 系统跟踪显示的各个扑火救援队伍的位置信息、实时行进路线。
4.3 基于北斗调度指挥
系统作为服务器端,在森林防火综合态势分析的基础上,进一步对海量数据展开分析处理,运用对地理数据的切割和析取,支持网络融合传输,为移动前指和移动单兵提供最新的火场决策支持;该系统作为林火扑救指挥的中心枢纽,负责指挥中心与电子监控系统、多媒体视频会议系统、移动前线指挥系统、移动单兵装备、移动车辆等独立系统单元的联动与数据传输,并将指挥中心会商结果与指令发送到各目标。
4.4 专业模型分析系统
4.4.1 林火蔓延分析 以某着火点为起始,系统综合风力风向等气象因素、植被及可燃物、地形地貌、阻隔物等因子,可以分别计算出设定时间内的林火蔓延情况,并提示蔓延推演结果的可信率;可查询过火面积内的森林资源数据、高压线、油库等重要信息,为扑火决策提供依据。
4.4.2 林火定位监测 到火灾现场,通过视频监控系统云台的机动性能调整好摄像头的角度,这时点击火情报警,摄像头的方向角度和俯仰角度通过北斗或者专用线缆,把这两个参数传回到森林防火指挥中心的森林防火指挥作战平台系统上,系统会自动根据摄像头的方向角度和俯仰角度解算出火灾的具置,并以图示的方式在三维地图上显示出来,给用户以直观的感受,便于指挥决策者的林火救援部署。热点及火点定位界面如图2所示。
当系统发现林火或者烟柱时,可利用电子监控系统,定位至起火地点,并且可以利用多台监控设备回传的实际参数和求得的参数进行差分,提高定位精度。系统通过读取视频流信息,在图上直接查看监控摄像头的监控画面。此功能进一步将软硬件系统紧密结合使用。
4.5 多媒体融合调度
完成音视频面向对象的融合调度操作。将各路视频信号、视频会议、单兵图传及其音频信息、电台对讲机、公网电话等信息对象定位在电子地图中,实现跨网络、跨格式的多媒体融合(图3和图4)。
4.5.1 监控与无线对讲联动 平台管理人员可在前期将林区的视频监控图像与负责此区域的林场站的对讲机进行捆绑,当指挥调度人员发现此林区有火情,可迅速双击画面来联系负责该林场的人员,实现音视频联动,快速呼叫,提高指挥调度效率。
4.5.2 监控与有线电话联动 平台管理人员可在前期将林区视频监控图像与此区域的有线调度电话进行捆绑,当指挥调度人员发现此林区有火情,可迅速双击画面来联系相关林场站的有线调度电话,实现音视频联动,快速呼叫,提高指挥调度效率。
4.5.3 监控与专网手机联动 平台管理人员可在前期将视频监控图像与此区域的工作人员专网手机进行捆绑,当指挥调度人员发现此区域有特殊事件时,可迅速双击画面与现场专网手机进行双向通信,实现音视频联动,快速呼叫,提高指挥调度效率。
在应急模式下,指挥调度人员可以将多种不同类型的终端混合编入同一通信组,在发生紧急状况时,指挥调度人员只需点击相应的“应急通信组”即可“一键式”呼叫所有组内成员,快速向其通告紧急事件,大大提高指挥调度在应急场景下的通信效率。
5 结 论
森林防火实战指挥一体化神经系统是在规范信息标准的前提下,利用基于北斗的定位通信系统、物联网、移动互动技术等构建起来的。利用先进的异购网络融合技术,将通讯、指挥设备融合,形成统一通讯平台作为大脑;利用多元数据采集设备作为神经末梢。通过信息的整合与共享,指挥、调度信息交换共享,从而达到数据采集、传输、分析、反馈等各个环节有机融合,提高森林防火实战指挥能力,有效减少火灾造成的损失。
参考文献:
[1] 刘捷,张洁,郝连君,等.完善天津市森林防火通信系统,增强应急处置森林火灾能力[J].天津农业科学,2015(6):135-137.