1、“森林防火”的含意是什么？
答：是指森林、林木和林地火灾的预防和扑救。
2、森林扑火工作实行什么原则？
答：森林扑火工作实行发动群众与专业队伍相结合的原则。林区所有单位都应当建立群众扑火队，并注意加强训练，提高素质；国营林场还必须组织专业扑火队。
3、森林防火期内，林区用火有什么规定？
答：森林防火期内。在林区禁止野外用火；因特殊情况需要用火的，必须严格申请批准手续，并领取野外用火许可证。
4、经批准的用火单位和个人，在用火时必须做到“五不烧”指什么？
答：防火路不合格不烧；防火人员及扑火工具未到位不烧；天气干燥三级风以上不烧；上山火不烧；四级（含四级）以上天气不烧。
5、进入林区必须做到“五不准”指什么？
答：不准在林区内乱扔烟蒂、火柴梗；不准在林区风燃放爆竹、焰火；不准在林区内烧火驱兽；不准在林区内烧火取暖、烧烤食物；不准在林区内玩火取乐。
6、森林火险等级是怎样划分的？
答：森林火险等级分为五级。一级为难以燃烧的天气可以进行用火；二级为不易燃烧的天气，可以进行用火，但是可能走火；三级为能够燃烧的天气，要控制用火；四级为容易燃烧的高火险天气，林区应停止用火；五级为极易燃烧的最高等级火险天气，要严禁一切里外用火。
7、什么是森林防火期？
答：一般把森林容易发生火灾的季节，规定为森林防火期。根据气候特点和森林火灾的发生规律，不同地方的森林防火期不同。
８、扑救森林火灾不能组织哪些人上山扑火？
答：老人、妇女、中小学生、儿童及身残体弱者。
９、森林燃烧必须具备哪三个条件？
答：可燃物、氧气和一定的温度。
10、森林中的可燃物是指哪些？
答：森林中的乔木、灌木、杂草、蕨类、苔藓、地衣、枯立木、腐朽木、枯枝落叶以及地下层的腐殖质、泥炭等，均属可燃物。
11、发生森林火灾的主要因素是什么？
答：在可燃物和天气条件都有利于森林燃烧的条件下，火源是发生森林火灾的主要因素。
12、森林火灾按照其燃烧部位、蔓延速度和危害程度不同，可分为哪三类？
答：可分为地表火、树冠火和地下火三类。
13、什么是地表火？地表火对森林的危害程度如何？
答：地表火又叫地面火，指沿林地面扩展蔓延，烧毁地被物的火。地表火能烧毁地表1.5米以下的幼苗、幼树、灌木，烧伤乔木树干基部的树皮表层以及靠近地面的根系。林木受害后，能使长势减弱，容易引起病虫害的大量发生，严重影响林木的生长，木材材质变劣，有时甚至造成大片森林枯死。
14、什么是树冠火？树冠火对森林的危害程度如何？
答：地表火遇强风或遇针叶幼树群、枯立木或低垂树枝等，火焰烧至树冠上部，并沿着顺风迅速扩展，而成为树冠火。树冠火经常与地表火同时发生，烧遍整个林分的地表的树冠，对森林的破坏性大，扑救比较困难。遇到此类火，一般不打，而是使用隔离带。
15、影响森林火灾的地形因素有哪些？
答：有坡向、坡度和海拔高度等。
16、什么叫“冲火”？什么叫“坐火”？
答：林火从山下向山上蔓延，速度快，称为“冲火”。火苗由山上向山下蔓延，速度慢，称为“坐火”。
17、山地林火有什么特点？
答：在山地条件下，冲火，特别是阳坡的冲火，火势猛烈，蔓延迅速，不易扑救；而坐火。其火势弱，有利于扑救。
18、扑救森林火灾的原则是什么？
答：一旦发生森林火灾必须以“打早、打小、打了”的原则，争分夺秒地将林火消灭在初发阶段。
19、扑火的方法有哪两种？
答：扑救森林火灾一般采用直接灭火和隔离带灭火两种方法相结合的灭火方法。直接灭火常采用的方法是扑火人员使用手中的工具沿火线直接打灭火。间接灭火法，是遇猛烈的地表火或树冠火人力无法接近扑打时采用的，以劈火路斩断火源的方式达到灭火目的。
20、扑打山火的基本要领是什么？
答：扑打山火时，两脚要站到火烧迹地内侧边缘内另一脚在边缘外，使用扑火工具要向火烧迹地斜向里打，呈40-60度的角度。
拍打时要一打一拖，切勿直上直下扑打，以免溅起火星，扩大燃烧点。拍打时要做到重打轻抬，快打慢抬，边打边进。
火势弱时可单人扑打，火势较强时，要组织小组几个人同时扑打一点，同时、起同落，打灭火后一同前进。
打灭火时，要沿火线逐段扑打，绝不可脱离火线去打内线火，更不能跑到火烽前方进行阻拦或扑打，尤其是扑打草塘火和逆风火时，更要注意安全。
21、要扑救林火中，怎样做到既扑灭火灾，又不伤亡人员？
答：扑打火线中，严禁迎火头扑打；不要在下风口扑打；不要在火线前面扑打；扑打下山火时，要注意风向变化时下山火变为上山火，防止被火卷入烧伤。清理火场时，要注意烧焦倾斜“树挂”、倒木突然落倒伤人，特别是防止掉入“火坑”，发生烧伤。
22、对不服从扑火指挥机构的指挥或者延误扑火时机影响扑火救灾的，应给予何种行*处罚？
答：有上述行为的，要处于五十元至一百元的罚款或者警告。
23、怎样进行森林火灾调查?
答：发生森林火灾后，当地人民*府或者森林防火指挥部，应当及时组织有关部门，对起火的时间、地点、原因、肇事者，受害森林面积和蓄积，扑救情况、物资消耗、其他经济损失、人身伤亡以及对自然生态环境的影响等进行调查，记入档案。
24、扑火费用如何支付?
答：(一)个人参加扑救林地火灾期间的工资、差旅费，由其所在单位支付；(二)扑火期间消耗的其他费用，由火灾肇事单位支付；火灾原因不清的，由起火林地的管理单位支付；无肇事单位或起火林地的管理单位无力支付的，由当地的人民*府支付。
25、对参加森林火灾扑救的人员有什么规定?
26、森林火警、火灾是如何区分的?
答：森林火警：受害森林面积不足一公顷或者其他林地起火的；一般森林火灾：受害森林面积在一公顷以上不足一百公顷的；重大森林火灾：受害森林面积在一百公顷以上不足一千公顷的；特大森林火灾：受害森林面积在一千公顷以上的。
27、扑火中常见的人身伤害事故有几种?
答：(一)被火直接烧伤烧死。主要发生在扑火人员身处险地，来不及撤离。从实验数据来看，火的温度达到—~C，人只能生存7．5秒一18秒。
(二)窒息伤亡。一是因一氧化碳中*昏迷或死亡，当空气中的一氧化碳含量达到1%以上，身体较弱者1分钟即可死亡，身体较强者2分钟即会死亡。二是在火的前方，吸入高温气流后，咽喉产出水肿堵死气管死亡。
(三)摔伤摔死。主要是因在扑火中，因断木、滚石砸伤，或因落崖摔伤摔死。
(四)因违反操作规程伤亡。在扑火中，使用铁锹、耙子等工具时，没有保持一定的距离而产生相互碰撞，或使用灭火弹不当发生人身伤害事故。
28、怎样控制生产性火源?
答：生产性火源包括烧荒、烧垦、放炮采石等用火。控制这些火源，主要是严格执行野外生产性用火审批制定。森林防火重点期严格控制生产性用火，凡因生产需用火的单位或个人，必须按规定权限经过当地*府或森林防火办事机构的批准，严格遵守“六不烧”规定，即领导不在场不烧；久旱无雨不烧；三级以上风不烧；没开好防火线不烧；没组织好扑火人员不烧；没准备好扑火工具不烧。
29、我国森林防火的方针是什么?
答：我国森林防火的方针是“预防为主，积极消灭”。预防是森林防火的前提和关键，消灭是被动手段，挽救措施。只有把预防工作搞好了，才有可能不发生火灾或少发生火灾。一旦发生火灾，必须采取积极措施将其消灭。因此，在森林防火各项工作措施中，我们必须做到两手同时抓，一手抓预防，一手抓扑救，两手都要硬。
30、扑救森林火灾的战略有哪几种?
答：(一)划分战略灭火地带。根据火灾威胁程度不同，划分为主、次灭火地带。在火场附近五天然和人为防火障碍物，火势可以自由蔓延，这是灭火的主要战略地带。在火场边界外有天然和人工防火障碍物，火势不易扩大，当火势蔓延到防火障碍物是，火会自然熄灭。这是灭火地次要地带。先灭主要地带的火，后集中消灭次要地带的火。(二)先控制火灾蔓延，后消灭余火。(三)打防结合，以打为主。在火势较猛烈的情况下，应在火发展的主要方向的适当地方开设防火线，并扑打火翼侧，防止火灾扩展蔓延。(四)集中优势兵力打歼灭战。火势是在不断变化之二中的，扑火指挥远要纵观全局，重点部位重点部防，危险地带重点看守，抓住扑火的有利时机，集中优势力量扑火头，一举将火消灭。(五)牺牲局部，保存全局。为了更好地保护森林资源和人民生命财产安全，在火势猛烈，人力不足的情况下采取牺牲局部，保护全局的措施是必要的。保护重点和秩序是：先人后物，先重点林区后一般林区；如果火灾危及到林子和历史文物时，应保护文物后保护林子。(六)安全第一。扑火是一项艰苦的工作，紧张的行动，往往会忙中出错，乱中出事。扑火时，特别是在大风天扑火，要随时注意火的变化，避免被火围困和人身伤亡。在火场范围大、扑火时间长的过程中，各级指挥员要从安全第一出发，严格要求，严格纪律，切实做到安全打火。
31、扑灭森林火灾有哪三个途径？
答：(一)散热降温，使燃烧可燃物的温度降到燃点以下而熄灭，主要采取冷水喷洒可燃物物质，吸收热量，降低温度，冷却降温到燃点以下而熄灭；用湿土覆盖燃烧物质，也可达到冷却降温的效果。
(二)隔离热源（火源），使燃烧的可燃物与未燃烧可燃物隔离，破坏火的传导作用，达到灭火目的。为了切断热源（火源），通常采用开防火线、防火沟，砌防火墙，设防火林带，喷洒化学灭火剂等方法，达到隔离热源（火源）的目的。
(三)断绝或减少森林燃烧所需要的氧气，使其窒息熄灭。主要采用扑火工具直接扑打灭火、用沙土覆盖灭火、用化学剂稀释燃烧所需要氧气灭火，就会使可燃物与空气形成短暂隔绝状态而窒息。这种方法仅适用于初发火灾，当火灾蔓延扩展后，需要隔绝的空间过大，投工多，效果差。
32、脱险自救方法有哪些？
答：(一)退入安全区。扑火对（组）在扑火时，要观察火场变化，万一出现飞火和气旋时，组织扑火人员进入火烧迹地、植被少、火焰低的地区。
(二)按规范点火自救。要统一指挥，选择在比较平坦的地方，一边点顺风火，一边打两侧的火，一边跟着火头方向前进，进入到点火自救产生的火烧迹地内避火。
(三)按规范府卧避险。发生危险时，应就近选择植被少的地方卧倒，脚朝火冲来的方向，扒开浮土直到见着湿土，八脸放进小坑里面，用衣服包住头，双手放在身体正面。
(四)按规范迎风突围。当风向突变，火掉头时，指挥员要果断下达突围命令，队员自己要当机立断，选择草较小、较少的地方，用衣服包住头，憋住一口气，迎火猛冲突围。人在7.5秒内应当可以突围。千万不能与火赛跑，只能对着火冲。
33、扑火时应如何强化安全措施？
答:(一)指派有扑火经验的同志担任前线指挥员。
(二)临时组织的扑火人员，必须指定区段和小组负责人。
(三)明确扑火纪律和安全事项。
(四)检查扑火用品是否符合要求，扑火服十分宽松，阻燃。
(五)加强火情侦察，组织好火场通信、救护和后勤保障。
(六)选定进退路线和安全区。
(七)从火尾入场扑火，沿着火的俩翼火线扑打。
(八)不要直接迎风打火头，不要打上山火头，不要在悬崖、陡坡和破碎地形处打火，不要在大风天气下、烈火条件下直接扑火，不要在可燃物稠密处扑火。
(九)正确使用扑火机具。
34、常用的扑火战术有哪些？
答：（一）“单点突破，长线对进突击”战术。扑火队从某一个地点突入火线，兵分两路，进行一点两面作战，最后合围。这种战术选择突破点是关键，一般是选择接近主要火头的侧翼突入，火势较强的一侧重大配置兵力，火势较弱的一侧少量布兵力。这种战术的特点是：突破点少，只有一个扑火队连续扑打的火险和火势突变可能性小的情况下采用，但由于扑火队能力有限，大面积火场不宜采用。
（二）多点突破，分击合围战术。这是一种快速分割灭火的实用战术。实施时，若干个扑火小队（组），选择两个以上的突破口，然后分别进行“一点两面”作战，各突破口之间相互形成分击合围态势，使整个火场分割成若干个地段，将火迅速扑灭。这种战术的特点是：突破口多，使用兵力多，全线展开，每个扑火队（组）间的战线短，扑火效率高，是扑火队常用战术。
（三）四面包围，全线突击战术。这种战术是以足够的兵力扑打初发火、小面积火时的实用战术。主要时采用全线用兵，四面围歼的办法扑火，既扑打火头、又兼顾全局，一鼓作气扑灭火灾。蔓延强烈的一侧兵力多于较弱的一侧，顺风火的兵力多于逆风火和侧风火，上山火的兵力多于下山火。
（四）一次冲击，全线控制战术。这种时将全部兵力部署的火线的一侧或两侧，采用一个扑火层次，全力扑打明火，暂不清理余火，也不留后续部队和清理火场队伍，力求在短暂时间内消灭明火，以控制火场局势，然后再组织消灭残余火。“一次冲击”的距离一般荒坡－米，危险地段－米，有林地米左右。这种战术多半用在火危及到居民区、重要设施时，会给国家和人民生命财产安全造成巨大威胁时使用。
35、森林火灾有哪些危险和后果？
答：（一）森林火灾不仅能烧死许多树木，降低林分密度，破坏森林结构；同时还引起树种演替，由低价值的树种、灌丛、杂草更替，降低森林利用价值。
（二）由于森林烧毁，造成林地裸露，失去森林涵养水源和保持水土的作用，将引起水涝、干旱、泥石流、滑坡、风沙等其他自然灾害发生。
（三）被火烧伤的林木，生长衰退，为森林病虫害的大量衍生提供了有利环境，加速了林木的死亡。森林火灾后，促使森林环境发生急剧变化，使天气、水域和土壤等森林生态受到干扰，失去平衡，往往需要几十年或上百年才能得到恢复。
（四）森林火灾能烧毁林区各种生产设施和建筑物，威胁森林附近的村镇及危及林区人民生命财产的安全，同时森林火灾能烧死并驱走珍贵的禽兽。森林火灾发生时还会产生大量烟雾，污染空气环境。此外，扑救森林火灾要消耗大量的人力、物力和财力，影响工农业生产。有时还造成人身伤亡，影响社会的安定。
36、预防森林火灾的主要措施？
答：（一）建立健全森林防火组织机构。《森林防火条例》规定，森林防火工作实行各级人民*府行*领导负责制，要组织有关部门设立森林防火指挥部。
（二）森林火灾综合治理。以《森林防火条例》为依据，以“抓基层、抓基础”为重点，以抓具体措施为突破口，深入贯彻“预防为主，积极消灭”的森林防火方针，不断改革、不断创新，建立“立足基层、立足基础，乡自为战、村自为战，群防群治、自防自救”的森林防火新机制。
主要内容是：1、加强宣传教育。2、强化野外火源管理。3、加快防火工程建设。4、加强森林防火队伍建设。5、加强指挥调度。6、强化监督检查。7、森林火灾善后处理。
37、扑灭森林火灾基本原理和方法有哪些？
答：在扑灭森林火灾时，只要控制住发生火灾的任何一因素，都能使火熄灭。
原理：1、低可燃物的温度，低于燃点以下。2、阻隔可燃物，破坏连续燃烧的条件。3、使可燃物与空（氧）气隔绝。
基本方法：
1.冷却法：在燃烧的可燃物上洒水、化学药剂或湿土用来降低热量，让可燃物温度降到燃点以下，使火熄灭。
2.隔离法：采取阻隔的手段，使火与可燃物分离、使已燃的物质与未燃的物质分隔。一般采取在可燃物上面喷洒化学药剂，或用人工扑打、机翻生土带、采用高速风力、提前火烧、适度爆破等办法开设防火线（带）等，使火与可燃物、已燃烧的可燃物与未燃烧的可燃物分隔。同时通过向已燃烧的可燃物洒水或药剂，也能增加可燃物的耐火性和难燃性。
3.窒息法：通过隔绝空气使空气中的含氧率降低到14—18%以下，而使火窒息。一般采用机具扑打，用土覆盖，洒化学药剂，使用爆破等手段使火窒息。
38、什么是“爆燃”？
“爆燃”通常指“爆炸性燃烧”，和森林消防队员平日灭火时所说的“轰燃”意思相近，往往发生时间突然，会在短时间内形成巨大火球、蘑菇云等现象，爆燃时产生的温度极高。
39、造成爆燃的原因有哪些？
一是地面植被和林下可燃物因长期堆积后发生腐烂，进而产生大量可燃气体，同时与腐烂的可燃物混合后，突遇明火燃烧导致；
二是在陡坡、山脊、山岩凸起地形、鞍部、单口山谷、草塘沟等特殊的、较为封闭式的地形中，蔓延而至的林火使这些地形中的可燃物同时预热、共同燃烧后所形成。
40、爆燃造成的危害有哪些？
一是烧死大量地被植物，给当地的生态环境和人们的生命财产造成危害；
二是产生大量高温有害气体，烫伤受困者呼吸道，同时受困者因吸入大量有害气体，会导致中*、昏迷甚至直接死亡；
三是产生高温热浪，对受困者造成灼伤，严重时会直接将受困者烧亡。
42、森林消防队员在进行灭火救援时应注意哪些？
一是要侦查好火场情况，尽量避开危险地形、植被类型和气象条件，然后进行科学扑救；
二是在火灾现场，切记不要顺着风向进行逃生，也不要往山上或者经鞍部逃生等；
三是在进行救援时，发现附近存在无可燃物的农田、河流、湖泊等区域，应快速转移到这些区域中，采取蹲姿进行避险；
倘若火势太大导致被困，也可利用湿毛巾堵住口鼻，并包裹好裸露在外的皮肤、毛发等部位，迎着火焰蔓延方向快速冲出火线。
43、火时需要注意哪些安全事项？
答：扑救森林火灾，由当地人民*府或森林防火指挥部统一组织和指挥。接到扑火命令的单位和个人，必须迅速赶赴指定地点，投入扑救工作。
扑救火灾时要注意：
1、沿着火头侧面顺风扑打；
2、防止树上被烧断的树枝和被上方倒木滚下来砸伤；
3、注意气象变化；
4、正确使用扑火工具；
5、不得动员老人、残疾人、孕妇和儿童参加扑火。
我国林业地理信息产业发展与创新
一、林业地理信息特征：
地理信息地理数据所蕴含和表达的地理含义，是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、性质、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息属于空间信息，是通过数据进行标识的，地理信息系统区别于其他类型信息最显著的标志，是地理信息的定位特征。通过地理坐标x,y,z实现空间中线、面、体位置的识别，空间数据是数字地球的基础信息，数字地球功能的绝大部分将以空间数据为基础，现在空间数据已广泛应用于社会各行业、各部门，如城市规划、林业、交通、航空航天等。
社会经济的快速发展，林业资源信息面对大量的数据、种类繁多、来源广泛、结构复杂和获取成本等特点，采用传统的森林资源信息管理手段已不再适用于现代社会的森林资源经营管理，根据GIS的功能特点，其应用能力能为其提供新型的服务，并成为现代林业资源科学管理的重要工具。可应用GIS对森林生态与地形地势、土壤状态、气象气候等林业信息进行监测及管理。
林业地理信息作为近年来将林业与地理信息结合的新兴产业，其主要特征为：资源分布的空间广域性、森林演替过程的时空性、人类对森林资源利用和经营的机理性、环境对森林资源的数量和质量的依赖性、受损森林恢复再建的周期性、森林结构时空异常复杂性、中国森林生态环境建设的重要性及全球森林生态系统模型的精确性。将解决传统林业调查仪器和调查方法难以满足现代林业数字化和精准化发展的问题。
2、林业地理信息产业需求
2.1森林观测
森林资源丰富且多种多样，这就需要有不断更新的测量仪器作为森林观测的支持，在森林资源观测中,林业工作者所使用的装备及技术是保证调查能够得以顺利进行的重要手段,是调查数据精确程度的重要保证。由于林中地形复杂多变且林分环境阴暗潮湿,森林资源调查面临着许多问题,对测量装备的使用带了新的挑战，因此，将林业与地理信息结合起来研发出便于在林中使用的测量仪器对林业生产实践工作具有现实意义。
冯仲科教授带领国家精准林业创新团队研制出一系列仪器用于森林观测，无人机方面，研制飞鹰固定翼无人机测量系统、飞虎多旋翼无人机测量系统、工蜂多旋翼无人机测量系统、便携式无人机测量系统，主要用于面积测量，地形测量（1:），地籍测量，森林资源调查，森林火灾监测，单木树高、胸径、冠幅、材积测量，林分平均高、林分密度、蓄积量测量，样地的倾斜摄影；地面摄影测量方面，研制精密CCD超站仪，实现林木无伐倒无损材积精测；研制便携式测树全站仪，实现电子角规、树高、林分、面积测量；研制测树超站仪，实现一、二、三调野外数据采集（树高、胸径、材积、林分参数）和外业数据实时处理；研制远程摄影测量仪，利用长焦CCD摄影系统对目标进行远程拍摄，并结合EDM测距系统测距和MEMS的PAD系统测倾角和方位角，经过摄影测量后处理软件提取相关调查结果，实现远程摄影测量、远程森林调查。
2.2造林规划设计与作业
造林规划设计是林业生态工程基本建设程序中不可缺少的最重要环节，计算机和信息技术的迅猛发展给林业管理部门提出了越来越高的要求。造林规划设计也直接关系到林业工程的生态、社会、经济三大效益的发挥，为实现造林规划设计管理流程的信息化、网络化、可视化、科学化，必须大量依托于地理信息科学的发展，这是现代林业能迅速发展的重要基石。
目前，我国森林资源存在着总量不足、分布不均、质量不高、林地流失依然严峻、林木过量采伐相当严重等问题，要解决这些问题，就要加强国家森林资源的保护管理，同时，必须要进行大量人工造林来扩大森林资源、改善我国的生态环境，因此必须要实现精准的林业信息化，在地理信息科学与林业科学结合下，研建全球、中国、北京森林经理平台。
基于互联网+RS+GIS+气象气候数据+林*管理数据，构建互联网+全球森林植被基础数据平台，利用大数据智能处理技术进行创新性研究，发掘、发现林木生长知识，实现林地、林种、树种3D规划与设计。并建全球基于互联网+的森林生态数据模型，精准计测森林空间环境效应，引领和推动我国智慧林业的建设与发展。实现全球森林资源实施监测、区域森林科学规划，林场级森林资源精准设计、作业、实施、造林、抚育、采伐、择伐精细化经营管理。
2.3森林经营
现阶段，对森林从认识论到方法论的转变，使得森林经营处在一个新阶段——森林可持续经营阶段。为此，森林经营既要实行整体协调，又要实行分类经营，关键是依靠森林经营管理这种组织手段，研究森林经营的整合机制，实行功能耦合，林业地理信息系统的建立为森林可持续经营管理阶段提供了必要保障。
针对我国森林生长规律和其对经营的响应机理不清等问题，通过多目标决策模型，以林木覆盖率增加、荒地面积、碳吸排平衡、造林经费、立地条件、人居工程、木材及林产品消费等为约束条件，规划求解实现林地、林种、树种最优规划与计算机3D成果，研建森林精准经营管理平台。针对皆伐作业中出材量和出材率计算上的缺陷，利用3D角规测树原理建立森林小班最佳皆伐造材方法，通过3D电子角规对计数木树种、胸径、树高的测定，推算整个小班的树种、径阶分布，进而得到林分总出材量、废材量、出材率、废材率结果。通过研建天然成过熟林小班N-D-d时空模型、56种树种二元材积模型、球状树冠竞争林分成熟模型，构建小班林木Tin-Voronoi模型网，配合微样地监测，定义单木树冠竞争面积所求得的年度每公顷生长量FSCG/hm×y为精准林业关键变量，依择伐量≤生长量，现场利用测树仪互联网终端，择伐最小FSCG/hm×y对应大径木，抚育、补植最大FSCG/hm×y林木，调控密度，使成过熟小班实施择伐作业后每年都多收获与生长量相等的木材，可使得年收益提高5%～15%，这将是今后森林精准经营发展的主要方向。
2.4林火防控
由于近年来气候变暖，夏秋雨水增多；林区灌草生长茂盛，植被丰富；秋冬季干枯的茅草和其他植被积累较多，可燃性加强，森林防火形势较为严峻。目前，世界上每年发生的火灾约22万次以上，烧毁森林面积多万hm，约占世界覆被率的0.23%以上，是20世纪70年代的两倍。特别是进入90年代，随着天气异常现象(如厄尔尼诺现象)的增加，森林火灾呈直线上升趋势，如年蒙古国和我国内蒙古自治区发生的森林火灾，在我国境内的过火面积达50万hm。
在信息时代的今天，充分利用无人机(UAV)、地理信息系统(GIS)及网络通讯等高新技术，可以做到在火灾发生前，不断提供火灾发生背景和条件的大量信息，有助于圈定某些火灾可能发生的地区、时段及危险程度，采取必要的防范措施，减轻火灾造成的损失；在火灾发生和发展过程中，不断监测火灾的进程和态势，及时把信息传到防火扑救指挥中心，以便有效地组织救助活动；成灾之后，可以在大范围内实施快速反应，迅速准确地查明受损状况而做出较为准确的评估，为现代化森林防火工作提供重要的技术保证。
2.5森林灾害防控
森林灾害可分为森林火灾、森林病虫害、森林气象灾害、森林自然灾害。林火防控在2.4节已经讨论过，故在此只讨论另外3种灾害防控。由于森林灾害的不可控性，森林灾害频繁发生。为了避免这种情况，应对灾害提前做出预警，可利用林业地理信息系统，将森林资源可视化，将灾害降到最低。
建立典型生态脆弱区森林植被监测与健康评价；大尺度森林植被动态（如森林破碎化、自然生境岛屿化过程等）的遥感监测技术与方法；森林植被结构、生物多样性、生态系统功能、环境因子与生态关键要素、重要功能群的相互作用机制；以森林植被为主体的区域生态安全评价指标、测度与阈值。开展多尺度森林生长及森林经营措施影响的可视化模拟研究，研发大视景虚拟森林与交互式森林经营仿真模拟技术，构建三维树种库，形成单木-林分-景观多尺度森林生长及经营可视化模拟平台，有效预防森林灾害的发生。
森林管理信息系统和林业地理信息系统产业需求如图1、图2所示。
图1 森林管理信息系统
Fig.1Theforestmanagementinformationsystem
图2 林业地理信息系统产业需求
Fig.2Thedemandofforestrygeographicinformationsystemindustry
3、林业地理信息科技创新：
3.1森林观测装备
在森林资源调查过程中，外业调查劳动强度大且效率低下，内业处理数据多且费时费力，对此国家精准林业创新团队发明研制了一系列森林观测装备和系统平台。包括无人机摄影测量林业调查系统，利用飞鹰固定翼无人机测量系统FIM5.UAV-A，可实现森林资源调查，森林火灾监测，单木树高、胸径、冠幅、材积测量，林分平均高，林分密度，蓄积量测量。地面森林观测设备包括樊仲谋等利用全站仪结合电子手薄测量树冠面积，结合三维激光扫描仪对单木进行量测及模拟，获得单木的材积；曹忠、冯仲科等研发了3D电子角规，进行林分调查，利用测树经纬仪、测树全站仪、测树超站进行单木量测，并对精度进行分析；*晓东等研制可量测胸径和树高的多功能便携式微型超站仪，实现树高、胸径的自动测量。徐伟恒等研制了手持式数字化多功能电子测树枪，实现了树高测量、林分调查、样地标定等功能；邱梓轩等研制了便携式智能森林测绘计算器，利用PDA、EDM、云台以及安卓系统，具有树高测量、胸径测量、三元材积解算、3D角规样地测量、基本测量等五项功能，实现了内外业一体化。随着便携式测树产品的不断创新，基本解决了上述仪器设备落后且昂贵外业劳动强度大和内业处理费时费力等问题，如图3～图5所示。
图3 无人机测量系统FIM5.UAV-A
Fig.3UAVmeasurementsystemFIM5.UAV-A
a硬件结构
aHardwarestructure
b森林观测设备
bForestobservationequipment
图4 森林观测设备示意图
Fig.4Schematicofforesttelescopeintelligentdendrometer
图5 硬件总体框架
Fig.5Frameworkofhardware
3.2林火防控管理系统
我国是世界上森林火灾多发国家之一，扎实做好森林防火工作，保护人民生命财产安全、森林资源安全和维护林区社会安定，是林业发展的一项重大任务。国家精准林业创新团队研制出集GNSS导航、卫星遥感与无人机摄影测量、地面CCD摄影与3D激光扫描、GIS、机器人等软硬件技术于一体的智能林火预警防控系统。智能林火预警防控系统使用VisualStudio软件平台进行实现，使用C#语言在.NetFramework4.0框架下，结合ArcGISEngine10.2实现软件编写。该系统基于互联网+UAV+GIS+气象气候数据+林*管理数据，建立全球森林火灾数据库，构建互联网+全球森林火灾基础数据平台，利用大数据智能处理技术进行创新性研究，达到大数据分析预测林火发生，针对初生林火细小林火及时感应报警、快速创建林火蔓延模型、对林火状况进行分析决策并制定相应的扑救方案、自动组织消防无人机进行林火扑灭等，实现了地图数据的漫游、放大、缩小、测量、查询等基本地图功能，同时根据风向、温度、湿度、地形因子数据实现对林火的蔓延预测，及时决策分析进行消防力量分配，最后又可对灾后损失进行评估预测。软件建立了以小班为单位的区域林火模型，实现对地形、气象、土壤、植被、人为社会因素的提取和录入，并使用区域林火预报模型对林火发生概率和蔓延区域进行预测，精准计测森林林火发生规律，集分析决策行动为一体，引领和推动我国智慧林业火灾防控系统的建设与发展，如图6所示。
图6 构架设计及消防无人机
Fig.6ArchitecturedesignandfirecontrolofUAV
3.3森林精准经营体系
在对森林精准经营经过反复研讨之后，国家精准林业创新团队研建了森林精准经营平台，森林精准经营平台使用C#语言在VisualStudio平台上进行构建，其中GIS部分基于ArcGISEngine10.2进行组件式开发，图像识别部分采用OpenCV相关接口，空间数据库采用Geodatabase空间数据模型，软件界面采用DotNetbar来构建美观友好的操作界面。森林精准经营平台实现了森林GIS基础、森林基础经营、森林精准观测统计和森林精准经营设计4个模块，实现的具体业务包含了对应GIS空间数据的管理、空间区划和林相图制图功能，对应单株立木参数的材积表材积计算、树干解析、无损立木精测和年轮识别功能，对应林分参数的3D角规观测、森林五棵树法观测和MINI全站/超站后处理功能以及对应经营决策的小班最佳轮伐期、最大蓄积量和最佳抚育择伐功能。其创新特点在于，平台通过对GIS数据、测树电径/全站、MINI全站/超站等新式森林观测仪器的数据兼容和处理，实现多元的森林经营数据获取及处理分析方法；平台业务从森林GIS数据管理、单株立木参数获取计算、林分参数获取计算到森林经营分析决策，构建了全面系统的森林经营基础业务；平台通过针对每一种新式森林观测仪器装备的功能模块开发和数据通讯，解决了观测仪器自身运算统计能力和可视化表达上的不足，实现硬件调查装备数据处理的自动化、精准化；平台采用C/S软件架构模式和轻量化的数据库结构，资源占用低且无网络依赖，适合外业仪器观测数据实时处理，同时整合森林3S数据的全流程化操作，实现内外业一体化与3S集成。
在我国森林经营基层单位进行择伐过程中，常常会遇到择伐木撘挂、压倒、压伤非择伐木、幼树幼苗的情况，为森林经营砍伐带来了很大不便。而通过森林精准经营平台精准调研计算，智能识别需要进行择伐的林分，精准定位需要择伐的单木，使用大功率工业级无人机携带油锯、牵引绳、保护架等设备对单木进行伐取、运输、堆放等，整体流程自动、快捷、无损且成本低廉，避免了伐木人员进入林分对底层灌木草本的破坏，符合森林经营的基本要求，这将是林业精准经营创新发展的重要方向，如图7所示。
图7 无人机进行单木择伐
Fig.7UAVssinglewoodselectivecutting
3.4造林决策体系
由于传统造林决策存在一定局限性，国家精准林业创新团队利用无人机倾斜摄影技术，针对森林固定样地的3种不同地形（平地、上坡向地和下坡向地），建立无人机两次摄影点间的基线长B、无人机起始拍摄点距地面的高度H、无人机倾斜摄影角度ω、无人机的相机拍摄视场角β以及森林固定样地的边长ab之间的几何关系，如图8所示，确定无人机森林固定样地观测的摄影倾角和拍摄基线长，以便形成航空摄影立体像对，由此针对不同的森林样地地形条件，分别设计不同地形情况下的最佳飞行摄影方案，通过模型换算获得当地生态结构，并收集小班调查数据，将小班调查数据的空间坐标、面积、地类及海拔、地貌、坡向、坡度、坡位、裸岩率、土壤名称、厚度、质地、母质等立地条件信息输入数据库，根据造林地小班的立地条件类型，发现所有适宜的造林树种，建立基于立地的造林树种决策支持模型。构建数学模型Tr={x：f(x)=st，st∈ST}，st为作业小班的立地类型，它是森林立地类型总集合ST中的一个元素；x为造林树种，f(x)是造林树种对立地类型的映射函数；f(x)=st为运算法则，表当且仅当对应立地类型为st时的造林树种。经实践检验，其造林规划决策快捷方便且成本较低，成功在内蒙古喀喇沁旗旺业甸林场、吉林省延边朝鲜自治州*泥河林场等地进行了实地造林，效果良好。
在传统造林体系中，造林育苗多使用人工方式进行，其成本高、速度慢、效率低且人工进入造林地过程中可能会对当地生态环境造成不可逆影响，据此无人机飞播造林成为了当今精准林业的首选方式。无人机飞播造林简称飞播造林，飞播造林需结合造林决策体系做好规划设计、树种选择、飞播作业，结合GNSS、GIS进行精准规划、精准造林，利用大型植保无人机配合种苗投弹仓可进行单株幼树幼苗或种子的投放，避免了传统飞播造林落种不均匀，形成的幼林常稀密不均，用种量过大的问题。其优点是精度高、速度快、工效高、成本低、适宜范围广，能应用于交通不便、人烟稀少，其他造林方法难以施行的边远山区、荒野。和小型直升机相比，无人机更加机动灵活、安全方便，不受阴天、雾霾天、降雨等天气影响。而且无人机可空中悬停，远距离遥控操作，确保作业人员安全，如图8所示。
图8 无人机倾斜摄影示意图及飞播造林
Fig.8UAVobliquephotographysketchmapandaerialseedingafforestation
4、结束语：
森林资源作为地球陆地覆盖面积最大、对人类生存环境和生活质量影响最大的因素，一直是地信工作者重点