福建航空护林直升机野外临时停降点布局模式研究.pdf

林业勘察设计2023年第1期福建航空护林直升机野外临时停降点布局模式研究龚俊杰*（福建省航空护林总站，福建 福州350003）摘要：合理布局直升机野外临时停降点对提高直升机灭火效率意义重大。应用ArcGIS软件，引入缓冲区和泰森多边形分析方法，在以直升机开展吊桶灭火作业的前提下，从省、市、县3个尺度对直升机野外临时停降点布局模式进行规划，得出需要布设的临时停降点数分别为6个、9个和63个。根据各临时停降点划定的辐射管辖范围，3种模式均可通过火场坐标快速锁定最近临时停降点。建议根据实际需要进行单一或多种模式融合布设，部分临时停降点可利用周边现有达标场所择优替代。关键词：航空护林；直升机；临时停降点；布局中图分类号：S762.6文献标码：A文章编号：1004-2180（2023）01-0035-04航空护林是利用直升机对森林资源开展空中巡护巡查、监测、林火预警及扑救等行动。航空护林在森林火灾预防扑救中不受地形地貌影响，且能总揽火场全局，在火场侦查、研判火场态势、针对性制定灭火计划、在实际灭火中“机动、灵活、快速、高效”的优势，都是地面灭火无法比拟和替代的。直升机野外临时停降点是航空护林直升机在进行灭火作业过程中进行燃油添加、人员修整、物资补充、应急降落等的后勤保障场所，对保障飞行安全和提高灭火效率至关重要。福建林区面积大，目前主要依托福州竹岐直升机场作为起降场进行航空护林作业，存在护区面积大、布防密度小的问题，无法将有效巡护范围覆盖到全省，特别是三明、龙岩、漳州等距离起降场较远的区域。受续航时间限制，一旦火灾发生地距离起降场太远，一个飞行架次往往无法完全控制森林火情，通常需要多架次作业才能扑灭，这样往返场加油将造成大量无效的飞行消耗1，无法充分发挥直升机优势。建设野外临时停降点，能够有效解决直升机吊桶灭火作业中长距离往返加油的问题，提高空中灭火的飞行效益。本文以直升机开展火场吊桶灭火作业状态为前提，即排除空域审批、航线规划、气象条件等影响因子，结合福建省航空护林工作实际，对不同尺度范围下直升机野外临时停降点布局模式进行分析，以期为今后开展布局工作提供思路借鉴。1研究区概况福建省地处中国东南沿海，坐标23332820 N、1155012040 E，陆地总面积12.4万km2，平面形状类似一个长约532.61km、宽约365.62km的斜长方形，其中山地、丘陵占80%以上。全省森林面积767万hm2，是全国六大林区之一，森林覆盖率达66.80%。2研究方法2.1缓冲区分析法缓冲区分析是以空间上的点、线、面等实体或主体为对象，在其周围自动建立一定距离的多边形，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围以及影响程度，进而为分析和决策提供依据。在直升机野外临时停降点布局中引入缓冲区分析法，在确定直升机飞行性能参数的前提下即可确定覆盖面，进而辅助确定布设临时停降点的合适位置。这种布局模式可以根据火场坐标，快速锁定最近临时停降点。2.2泰森多边形分析法泰森多边形在空间分析中多用于解决邻近、接近度、可达性、最近点等问题，由一组连接两邻点线段的垂直平分线构成的连续多边形组成2，其特点是：每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；泰森多边作者简介:龚俊杰（1988-），男，福建南平人，工程师，主要从事航空护林相关工作，（E-mail）。*35林业勘察设计2023年第1期形内的点到相应离散点的距离最近；位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等3。将泰森多边形概念引入到直升机野外临时停降点布局，可以辅助分析停降点布设的可行性和合理性，还可以在既定布局模式下根据火场坐标快速锁定最近的临时停降点。3布局规划3.1停降点现状福建省航空护林总站2017年收集了全省各县市上报的临时停降点440余个，2018年开始连续5年开展直升机野外临时停降点的实地核查工作。目前，全省已核查30个县（市、区），共计核查符合标准的停降点124个（图1）。从现有情况看存在以下问题：一是停降点数量太多，导致核查工作量较大，且局部地区密度太大，不符合实际需要；二是核查时间跨度较长，一些原本符合标准的场地可能发生较大变化而不符合要求。因此，应当根据实际需要布设相对固定的停降点，一方面可在减轻核查工作量的同时又能满足实际需要，另一方面也能确保场地保障功能标准上的相对稳定。结合工作实际，以ArcGIS10.8软件为数据处理工具，从省、市和县（市、区）3个尺度对直升机临时停降点布局模式进行规划。3.2布局模式3.2.1省域尺度2016年开航以来，福建省主要租用K-32和M-171直升机机型开展航空护林工作。理论上，K-32挂桶巡航速度150km/h，载水巡航速度170km/h，续航时间2.5h，起降场地规格50m 30 m；M-171挂桶巡航速度140km/h，载水巡航速度170km/h，续航时间3.5 h，起降场地规格60m 40 m。在扣除0.5h安全控制油量的前提下，为保证飞行效益，K-32机型适用于距离停降点75km以内的火场，可实现有效作业时间在1h以上；M-171机型适用于距离停降点70km以内的火场，可实现有效作业时间在2h以上。图1已核查野外临时停降点分布图2省域尺度临时停降点布局规划36林业勘察设计2023年第1期图3地市尺度临时停降点布局规划图4县级尺度临时停降点布局规划自然保护地作为生态建设的核心载体，在维护国家生态安全中居于首要地位4，是保护工作的重点。根据福建省域外长方形边长以及自然保护地分布情况，综合考虑覆盖面问题，本研究以中心控制点为中心，建立半径为75km缓冲区。经调整布局发现，在全省范围内仅需布设6个缓冲区即可辐射覆盖全省大部分地域以及自然保护地。因此，结合两种直升机机型性能以及自然保护地的分布情况规划得到的缓冲区分布图即为省域尺度上的停降点布局模式（图2），图中的6个缓冲区域可视为以自然保护地为保护重点的0.5h吊桶灭火控制区。3.2.2地市尺度福建省下辖9个地市，利用ArcGIS软件计算出各地市市域的几何中心坐标位置，并以此为离散点构建泰森多边形（图3）。当火灾发生时，只需将火场坐标叠加到该图层，即可快速锁定最近临时停降点。因此，在市域几何中心处布设相对固定的临时停降点即地市尺度下的布局模式。福州竹岐直升机场与福州市域的几何中心相距较近，可行使福州市域的临时停降点功能，因此只需在全省其余8个地市的市域中心处再分别布设1个临时停降点即可。3.2.3县（市、区）尺度以县（市、区）行政中心所在地为直升机野外临时停降点布设地，并以此为离散点构建泰森多边形。考虑到个别县（市、区）地域面积较小，根据研究需要，选择其所属地市的行政中心所在地作为离散点代表，具体如下：三明市代表梅列和三元区，福州市代表鼓楼、晋安、台江、仓山、马尾和长乐6区，莆田市代表城厢、涵江、荔城、秀屿、北岸和湄洲岛6区，厦门市代表思明、海沧、湖里、集美、同安和翔安6区，漳州市代表芗城和龙文区，泉州市代表鲤城、丰泽、洛江、泉港、惠安、石狮、晋江和台商投资等8区（市、县）。经数据处理，全省共计有县（市、区）离散点63个，以其构建的泰森多边形，离散点位置布设停降点即为县（市、区）尺度下的布局模式（图4）。37林业勘察设计2023年第1期健康保健的植物品种，从视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉的五感角度，营造春、夏、秋、冬四季不同性格特征的植物康复景观，是大学校园康复景观设计中植物配置的基本原则。运用不同色系和芳香型的花境、可亲自动手操作的花坛、促进味觉触觉体验的蔬果草药种植专类园以及天然氧吧树林或树丛景观是大学校园康复景观设计植物配置的常见绿地形式。利用大学校园康复景观植物配置专项设计，发挥园林保健植物的功效，能够有效促进大学生身心健康。本文仅从理论角度对大学校园康复景观植物配置进行了探讨，从实践和实证角度深入探讨大学校园园林植物康复景观营造是后期进一步研究的方向和内容。参考文献1王梦瑶，杨丽娜，冯勇超，等.大学生心理健康状况调查分析J.中国教育技术装备，2022（21）：1-4.2牛雪梦.传统文化元素在大学校园景观设计中的应用J.现代园艺，2023，46（4）：117-119.3盛瑛.幼儿园有毒有害植物研究J.中国现代教育装备，2019（4）：28-31.4张森信，蒲恒恒.西安市医院场所保健型绿化植物的选择J.农业与技术，2022，42（10）：144-147.5莫伟军.药用植物中医保健研究J.核农学报，2021，35（3）：768.6马丽楠，徐娅茹，赵中建.康复景观中的植物配置研究J.湖北农业科学，2020，59（10）：10-14.7黄子轩，赵纪元，包盛妃，等.芳香植物保健功能在校园中的需求调查研究J.绿色科技，2022，24（1）：95-98.8王忠贵.森林康养对人体健康促进作用浅析J.现代园艺，2020，43（1）：106-109.4讨论与建议综上分析，省和市布局模式相对县（市、区）模式在停降点布设数量上具有较大优势，而在实际灭火中提高飞行效益方面，县（市、区）模式则优势更为明显。3种布局模式，在满足实际需求的前提下，均大大减少了野外临时停降点的布设数量和密度，很大程度上解决了核查中发现的问题。需要特别注意的是，首先，目前福州竹岐直升机场是航空护林直升机驻防的起降场，不论何种模式，当火场距离起降场距离较远时，飞机从驻防起降场调往火场也将消耗大量时间，很大程度上削弱了直升机灭火的优势。其次，3种模式下的临时停降点所覆盖的区域均或多或少出现了跨行政地域的现象，一旦火灾发生地和临时停降点分属两个不同行政中心，按照森林火灾属地管理的原则，在进行直升机后勤保障上存在跨行政中心协调的问题。因此，在实际布设临时停降点的工作前，应首先规划增加直升机驻防起降场的数量以及布设位置。其次，要理顺森林火灾处置过程中管理、指挥、协调、保障等各方面关系。再次，可根据各地区森林资源分布、生态区位重要程度、森林防火压力等实际情况，结合3种布局模式的各自优势，进行单一或多种融合布设。最后，根据福建省目前租用的两种机型起降场地的规格以及实际已核查停降点以学校操场和市民体育场居多的情况，3种布局模式中布设的临时停降点附近如有相关现有的场所（含机场）可择优替代，以减少修建和管护成本。参考文献1杜小红，张昆，吴孟泽，等.加速野外起降坪建设 提高空中直接灭火效益J.森林防火，2020（1）：47-49.2谭莹，朱培，王柯.基于泰森多边形法的长兴县古树名木空间分布分析J.华东森林经理，2020，34（3）：65-68.3吴海平，王龙.基于泰森多边形的泉州中心区公园绿地布局优化研究C.2019年中国城市规划年会，2019.4韦海霞，冯邦贤，夏文舒，等.铜仁市自然保护地建设现状及空缺分析J.贵州林业科技，2021，49（3）：39-43.（上接第34页）38