火烧区分布的时空特征分析.doc

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1、 南阳师范学院 XX 届毕业生 毕业论文(设计) 题 目: 黑龙江省火烧区分布的时空特征分析 完 成 人 : 班 级: 学 制: 专 业: 测绘工程 指导教师: 完成日期: 目 录 摘要 . (1) 1 研究区概况 . ( 2) 2 数据来源及研究方法 . (3) 3 黑龙江省火烧区时空分异 . (4) 3.1 黑龙江省火烧区基本情况 . (4) 3.2 火灾发生的时间变化规律 . (4) 3.2.1 年际变化特征 . (4) 3.2.2 季节变化特征 . (5) 3.3 森林火灾发生的空间变化规律 . (6) 3.3.1 以 2011 年的土地覆盖为例 . (7) 3.3.2 高程重分类后火

2、点覆盖 . (8) 3.3.3 坡度重分类后火点覆盖 . (9) 4 结论 . (11) 参考文献 . (12) Abstract . (错误 !未定义书签。 ) 第 1 页 共 13 页 黑龙江省火烧区分布的时空 特征分析 摘要 : 森林火灾是林火失去人为控制,在森林内自然蔓延和扩展,对生态系统和人类带来一定危害和损失的森林起火。特别是 90 年代后期,火灾毁灭了大面积的森林,严重破坏了生态平衡。森林火灾的发生发展受时间和地理条件的影响,表现出明显的时间和地理规律,其分布具有明显的时间和空间异质性。以2002 2012 年黑龙江省的火灾统计数据为研究对象,基于地理信息系统对火灾综合分析进行分

3、类分级和可 视化表述。 关键词: 火灾;黑龙江省;地理信息系统;时空特征 黑龙江省是林业大省,年均森林过火面积居全国之首,是火灾危害最严重的地区。火灾的发生受时间和地理条件的影响,表现出明显的时间和空间规律,其火烧区分布具有时间和空间异质性 2。对林火发生时空规律的分析,有助于按照阶段性和地域性的特点开展森林防火工作,采取具体问题具体分析的原则,积极探索相应的对策和有效措施,有针对性的开展森林防火工作。研究这一地区火灾发生的规律,对火灾测报,林火扑救和预防同样具有重要的现实意义。第 2 页 共 13 页 页 1 研究区概况 黑龙江省是 中国纬度最高的省份,于 121011 135005 E,

4、43 53033 N 之间。 面积为 45 万多平方公里,约占全国总面积的 4.7%。省会 哈尔滨 。共划 12 个地级市、 1 个地区、 18 个县级市、 46 个县、1 个自治县、 64 个市辖区。黑龙江省的地势大致是西北部、北部和东南部高,东北部、西南部低;主要由山地、台地、平原和水面构成。西北部为东北一西南走向的 大兴安岭 山地,北部为西北一东南走向的小兴安岭 山地,东南部为东北一西南走向的张广才岭、老爷岭、完达山脉,土地约占总面积的 24.7%;海拔高度在 300 米以上的丘陵地带约占全省的 35.8%;东北部的 三江平原 、西部的 松嫩平原 ,是中国最大的东北平原的一部分,松嫩平原

5、平原占全省总面积的 37.0%,海拔高度为 50 200 米。 省内有较大面积的森林,主要分布在大兴安岭、小兴安岭和东部山地三大林区,松嫩平原和三江平原是少林地区,天然林多,人工林少。 大、小兴安岭森林茂密,为我国最重要林业基地,木材畜积量、采伐量均居全国首位,以红松、落叶松为主要树种,是全国最重要的木材供应基地。 第 3 页 共 13 页 页 图 1 黑龙江省政区图 2 数据来源及研究方法 收 集黑龙江省 2005 2012 年火灾统计数据,包括每一年的火灾数据以及相关数据。运用统计分析法对黑龙江省火烧区的时空分布规律进行研究。 对黑龙江省火烧区时空特征的研究,是运用 ArcGIS10.1,

6、建立各火点点状图层,在相同投影坐标系下分别对土地覆盖、距离、高程、坡度等进行统计叠加 分析,通过 Excel 最终绘制成图。 第 4 页 共 13 页 页 3 黑龙江省火烧区时空分异 3.1 黑龙江省火烧区基本情况 按照国务院 1988 年颁布的森林防火条例,森林火灾分为森林火警、一般森林火灾、重大森林火灾和特大森林火灾,分别指受害森林面积不足 1hm2、 1-100hm2、 100-1000hm2和受害面积在 1000hm2以上的火灾(姚树人等, 2000)。并且在众多起火原因中,人为火源所占比例最大。 3.2 火灾发生的时间变化规律 3.2.1 年际变化特征 黑龙江省森林 火灾年际间波动较

7、大 ,在大部分年份中 ,森林火警发生次数多 ,火灾次数相对少得多 ,反映出多数情况下对森林火警能够做到及时发现和扑救。年际间过火面积与火灾总次数呈弱相关。 图 2 森林火灾的年际变化 第 5 页 共 13 页 页 由图可知 2003-2005 年发生的火灾次数年际间波动较大,是火灾的多发时期。具体来讲,大部分年份中火灾能够得到及时处理。 3.2.2 季节变化特征 森林火灾受气候条件的影响发生具有明显的随机性和突发性, 进入春季,大部分地区高温并且天干物燥,农业活动频繁,增加了引发林火的可能性;而夏季是雨季,一般不会发生火灾;秋季的火险时间 比较短,但是草木枯黄,在特定的条件下也可能引起大的森林

8、火灾;冬季的黑龙江林区长时间被冰雪覆盖,发生火灾的可能性极小。 森林火灾多集中在春季和秋季,其高峰期有 2 个: 3,4,5 月份的最高峰值和 9,10 月份的小高峰值。火灾主要集中在 4,5 月份,分别发生次数占火灾总次数的 28.66%和 36.88%,单位时间过火面积全年的 60.93%;其次是 3,6,10 月份,占火灾总数的 10.54%, 9.97%,6.50%。经调查显示,春季的 3-6 月份集中了全部火灾次数的 85.51%,相应的夏季的火灾次数和过火面积都较少。 第 6 页 共 13 页 页 图 3 森林火灾的季节变化 气候背景是决定这一地区森林火灾季节变化发生的重要因素。进

9、入春季,大部分地区的森林火险等级居高不下,火险季节长达 3-4 个月之久,并且春季气温回升,增加了火灾发生的可能性;而夏季是雨季,一般不发生森林火灾;秋季的火险季节只有 1-2 个月;冬季林区被 冰雪覆盖,发生火灾的可能性极小。 3.3 森林火灾发生的空间变化规律 运用 ArcGIS10.1 绘制出黑龙江省火烧区火点分布图,在相同坐标系下,与距离、高程、坡度等叠加,进行空间分析,从而得出火烧区的分布规律。 从黑龙江省火点分布来看,重特大火灾多发生在大兴安岭地区,所以从森林火灾过火面积所占比例来看,大兴安岭山地过火面积占总面积的比例较大,其他地区所占比例都较少。 第 7 页 共 13 页 页 3

10、.3.1 以 2011 年的土地覆盖为例 其步骤如下: ( 1) 打开 ArcGIS10.1,加载 2011 年火点数据并添加火点; ( 2) 由 ArcToolbox 中打开 Conversion Tools,选择 To RasterPoint to Raster,这一过程是为了实现将火点转化为栅格; ( 3) 出现对话框 Point to Raster,在 Input Features 选项中选择火点 ,在 Output Raster Dataset 选项中选择“火点转栅格”,并保存; ( 4) 由 Spatial Analyst Tools中选择 Zonal Zonal Statisti

11、cs as Table; ( 5) 选择 output table,并且 name 为 zona1st_lc2011_1; ( 6) 将此文件添加; ( 7) 右键选择 Attributes of zona1st_lc2011_1; ( 8) 右键选择 Create Graph Wizard,在弹出的对话框中选择对应的条件; ( 9) Finish完成; ( 10) 将绘制出的图层呈现在文档中,并对其进行分析说明。 2011年黑龙江省不同土地覆盖类型下的火点分布0100200300400500常绿针叶林 常绿阔叶林 落叶针叶林 落叶阔叶林混交林稠密灌丛 稀疏灌丛木本热带稀树草原热带稀树草原土地

12、覆盖类型像元数图 4 土地覆盖火点分析 第 8 页 共 13 页 页 2005年黑龙江省不同土地覆盖类型下的火点分布0100200300400500常绿针叶林 常绿阔叶林 落叶针叶林 落叶阔叶林混交林稠密灌丛 稀疏灌丛木本热带稀树草原热带稀树草原土地覆盖类型像元数图 5 2005 年火点覆盖 3.3.2 高程重分类后火点覆盖 其步骤如下: (1)打开 ArcGIS10.1,添加高程数据; (2)从工具栏中打开 Spatial Analyst Tools; (3)选择 Reclass 字条下的 Reclassify,这一过程是为了对高程数据进行重分类; (4)继续选择 output raster,Name 为“高程重分类” ,OK 键确定; (5)继续添加数据“火点转栅格”,由 ArcToolbox 中打开 Spatial Analyst Tools,从 Zonal 中打开 Zonal Statistics as Table,选择相应的数据, OK确定; (6)从图层中添加数据 zona1st_高程重 1,出现在软件中; (7)右键打开 zona1st_高程重 1 图层的 Attributes of zona1st_高程重 1; (8)选择 Create Graph Wizard,依次选择颜色,类型等对应条件; (9)Finish完成。

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