一种综合气象因素和土壤因素预测森林火险等级的方法与流程

本发明涉及森林火险等级预测，尤其涉及一种综合气象因素和土壤因素预测森林火险等级的方法。

背景技术：

1、森林火灾害是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害，它不仅直接破坏森林资源、也给经济和生态带来极大安全隐患。

2、一种综合气象因素和土壤因素预测森林火险等级的方法森林火险气象等级是根据森林火灾与气象条件的关系，通过经验、数学模型公式计算拟合得出的结果，用以判断某区域起火的可能性。当前的森林火险等级评价标准有以下几种缺陷：1）以省市县的行政区划为单位，预报尺度粗略；2）以干燥程度考虑火险等级，没有全面的考虑气象因素和土壤因素的变化，往往计算的火险等级误差较大。

3、文献号为cn113159362a的专利文献公开一种森林火灾等级的预测方法及装置，涉及森林防火技术领域，能够有效提高对森林火灾等级的预测准确率。该方法包括：获取待预测森林；获取所述待预测森林关于各个火灾影响因素的影响参数；其中，所述火灾影响因素包括气象因素、植被类型因素、地形因素以及人为因素；通过预先训练得到的针对森林火灾预测的第一线性回归模型以及所述影响参数，计算所述待预测森林的火灾发生概率；所述第一线性回归模型为通过训练数据样本集和标签信息进行模型训练得到的关于所述各个火灾影响因素的权重的模型；根据所述火灾发生概率确定所述待预测森林的森林火灾等级。

4、但其同时存在，1、没有公开气象因素火险天气指数获取过程；预测预报尺度粗略，2、没有考虑土壤因素，不易准确获取森林天气火险指数。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种综合气象因素和土壤因素预测森林火险等级的方法，解决森林火险等级预测预报尺度粗略，没有全面的考虑气象因素和土壤因素的变化，计算的火险等级误差较大的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种综合气象因素和土壤因素预测森林火险等级的方法，

3、采用日最高温度的火险天气指数、日平均相对湿度的火险天气指数、降水量与连旱天的火险天气指数、最大风速的火险天气指数、森林地面覆盖物季节修正指数和10cm处土壤湿度指数，计算获得用于评价森林火险等级的森林天气火险指数，公式为：

4、                 （1）。

5、进一步地：所述森林天气火险指数取值划分为：

6、，对应森林火险等级一级，表示没有危险；

7、，对应森林火险等级二级，表示低度危险；

8、，对应森林火险等级三级，表示中度危险；

9、，对应森林火险等级四级，表示高度危险；

10、，对应森林火险等级五级，表示极度危险。

11、进一步地：所述日最高温度的火险天气指数的计算公式为：

12、               （2）

13、其中，为日最高温度，，为往年日最高温度的阈值范围，为森林火险高温指数，1.74和0.12为计算常数，当

14、日最高温度，；

15、日最高温度，；

16、日最高温度，。

17、进一步地：所述日平均相对湿度的火险天气指数的计算公式为：

18、               （3）

19、其中为日平均相对湿度，，为往年日平均相对湿度的阈值范围，为森林火险湿度指数，-4.03和0.05为计算常数，当：

20、日平均相对湿度，；

21、日平均相对湿度，；

22、日平均相对湿度，。

23、进一步地：所述降水量与连旱天的火险天气指数计算公式为：

24、                （4）

25、其中，为降水量与连旱天的综合度值，当：

26、降水量为时，r值初始为10，连旱天每延续一日，r值递加5，r值最大为50；

27、降水量为mmmm时，r值初始为5，连旱天每延续一日，r值递加5，r值最大为50；

28、降水量为mmmm时，r值初始为0，连旱天每延续一日，r值递加5，r值最大为50；

29、降水量大于时，r值前两日初始为0，连旱天每延续一日，r值递加5，r值最大为50。

30、进一步地：所述最大风速的火险天气指数计算公式为：

31、                 （5）

32、其中为风速值，7.75和2.92为计算常数。

33、进一步地：所述森林地面覆盖物季节修正指数计算公式为：

34、                （6）

35、其中，为森林火险季节指数：，值根据月份确定。

36、进一步地：所述10cm处土壤湿度指数计算公式为：

37、                  （7）

38、其中，为10cm土壤湿度指数，依据同一行政区划湿度指数平均值确定，当：

39、，；

40、，；

41、，；

42、，；

43、，。

44、进一步地：所述同一行政区划湿度指数平均值取方法为：

45、s1、收集过去时间段内的降雨量p和过去天数内的平均温度t；

46、s2、计算土壤干燥指数di，公式为：

47、（8）

48、其中，常数25表示基准值常数，5表示比例因子常数；

49、s3、计算土壤残留湿度rd，公式为：

50、 （9）

51、其中，其中2和2.8为计算常数；

52、s4、计算等效降雨量er，公式为：

53、                 （10）

54、其中，rd为土壤残留湿度，p为过去时间段内的降雨量，0.5为计算常数；

55、s5、计算土壤湿度指数，公式为：

56、  （11）

57、其中，为前一时间段内土壤湿度指数，初始值设定为6，di为土壤干燥指数，er为等效降雨量，0.5为计算常数；

58、s6、根据土壤湿度指数，计算同一行政区划湿度指数平均值，公式为：

59、  （12）

60、其中，n为同一行政区划内的土壤监测点个数。

61、本发明的有益效果：

62、1、本发明采用的森林火险等级的六个指数能够更真实的反映出森林火险发生的概率，对温度火险指数和平均相对湿度火险指数采用回归分析建模的指数型函数效果要优于其它数学函数模型，降水量与连旱天的火险天气指数不仅考虑了不同等级的降雨量，还考虑前期降雨量值和连旱天数值，使该指数计算更加科学，对森林地面覆盖物季节修正指数按照月份进行赋值能够提高预测的准确性，更重要的是考虑到10cm处的土壤湿度指数，大大增加了火险等级预测的可靠性，降低了森林火险等级预测的误差，获取的森林火险等级预测等级更加科学，在森林火灾预警中可以起到重要作用。

63、2、本发明10cm土壤湿度指数，综合考虑了过去24小时的降雨量p和过去10天的平均温度t，通过计算干燥指数di、残留湿度rd、等效降雨量er，综合获取每日的土壤湿度指数dmcn，可以较为准确的获取同一行政区划湿度指数平均值，使森林火险等级预测更为准确，增加了火险等级预测的可靠性，降低了森林火险等级预测的误差，获取的森林火险等级预测等级更加科学。