留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

林区瞭望塔布局与优化设计

范续 武刚 陈飞翔 陈玥璐

范续, 武刚, 陈飞翔, 陈玥璐. 林区瞭望塔布局与优化设计[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622
引用本文: 范续, 武刚, 陈飞翔, 陈玥璐. 林区瞭望塔布局与优化设计[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622
FAN Xu, WU Gang, CHEN Feixiang, CHEN Yuelu. Layout and optimal design of watchtowers in forest regions[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622
Citation: FAN Xu, WU Gang, CHEN Feixiang, CHEN Yuelu. Layout and optimal design of watchtowers in forest regions[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622

本文已在中国知网网络首发,可在知网搜索、下载并阅读全文。

林区瞭望塔布局与优化设计

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(TD2014-02)
详细信息
    作者简介: 范续,从事林业信息服务研究。Email:fanxu0420@foxmail.com
    通信作者: 武刚,教授,博士,博士生导师,从事林业信息化研究。E-mail:wugang@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S781

Layout and optimal design of watchtowers in forest regions

  • 摘要:   目的  为优化林区瞭望塔布局与建设时序,提高瞭望塔网络建设效率。  方法  以北京郊区W林场为实验点,针对瞭望塔网络建设的空间性、阶段性和动态性等特点,设计基于顶点法的最大监测面积模型(Max-MAM),利用Greedy算法求解近似最优布局方案;设计基于熵权法的动态多属性建设时序模型(DMACTSM),求解近似最优布局方案下的综合最优建设时序。  结果  顶点法共提取到38个备选点;用Max-MAM优选出最优布局方案$ {\bar P_6} = \left\{ {{a_6},{a_{29}},{a_{36}},{a_{12}},{a_{26}},{a_{18}}} \right\}$,可使瞭望塔网络的监测覆盖面积最大,约71.47%;用DMACTSM模型获得最优建设时序为a29、a26、a12、a6、a36和a18,可使瞭望塔网络建设过程中综合效益最优。  结论  Max-MAM和DMACTSM能够调整建设时序,解决建设时序最优问题,结合地理信息系统(GIS)实现瞭望塔网络布局优化;调整后的建设时序在增长监测面积、交通、坡度、已有建筑情况等方面综合最优。图6表3参28
  • 图  1  W林场备选点集P的分布示意图

    Figure  1  P distribution map of alternative set in W Forest Farm

    图  2  监测覆盖率变化

    Figure  2  Monitoring coverage change

    图  3  W林场瞭望塔网络优化设计(最优布局及建设时序)

    Figure  3  Optimal design of watchtower network in W (optimal layout and construction sequence)

    图  4  优化前后标准化增长监测面积对比

    Figure  4  Comparison of standardized growth monitoring area before and after optimization

    图  5  优化前后综合属性值对比

    Figure  5  Comparison of comprehensive attribute values before and after optimization

    图  6  a6a29综合属性值对比的雷达图

    Figure  6  Radar map for comparison of comprehensive attribute values of a6 and a29

    表  1  布局方案与可视栅格总数变化

    Table  1.   Layout scheme and the change of the total number of visible grids

    i$ {\overline{{P}}}_{{i}} $${\left|{{V}}_{{i}}\right| }$
    061 972
    16,293 677
    26,29,364 737
    36,29,36,125 664
    46,29,36,12,266 384
    56,29,36,12,26,186 767
    下载: 导出CSV

    表  2  属性集

    Table  2.   Attribute set

    属性属性名称属性类型
    yi1增长监测面积正向、收益、动态
    yi2交通情况  反向、成本、静态
    yi3坡度    反向、成本、静态
    yi4依附建筑情况反向、成本、静态
    下载: 导出CSV

    表  3  基于DMACTSM迭代计算的综合属性值、选优和最终排序

    Table  3.   DMACTSM iterative computation

    迭代次数综合属性值max(ui)优建瞭望塔
    a29a26a12a6a36a18
    00.760.300.500.680.350.290.76$ {{a}}_{{29}} $
    10.560.450.550.470.440.56$ {{a}}_{{26}} $
    20.540.510.360.500.54$ {{a}}_{{12}} $
    30.540.330.480.54$ {{a}}_{{6}} $
    40.530.470.53$ {{a}}_{{36}} $
    下载: 导出CSV
  • [1] 国家林业和草原局. 中国智慧林业发展指导意见[EB/OL].(2013-08-21)[2020-04-11]. http://www.forestry.gov.cn/main/72/content-623867.html.
    [2] ZHANG Kun, HUANG Zhi, ZHANG Songlin. Using an optimization algorithm to establish a network of video surveillance for the protection of Golden Camellia [J]. Ecol Inf, 2017, 42: 32 − 37. doi:  10.1016/j.ecoinf.2017.08.004
    [3] GÖLTAS M, DEMIREL T, ÇAGLAYAN I. Visibility analysis of fire watchtowers using GIS: a case study in Dalaman State Forest Enterprise [J]. Eur J For Eng, 2017, 3(2): 66 − 71.
    [4] 黄贝. 基于模糊层次分析的森林防火瞭望台选址模型[J]. 林业建设, 2015(1): 19 − 23.

    HUANG BEI. Modeling the sitting of forest fire observatory based on fuzzy analytic hierarchy [J]. For Constr, 2015(1): 19 − 23.
    [5] 张健, 刘毅, 韩宁, 等. 鹫峰国家森林公园林火视频监控点的选址[J]. 东北林业大学学报, 2009, 37(5): 24 − 27. doi:  10.3969/j.issn.1000-5382.2009.05.009

    ZHANG Jian, LIU Yi, HAN Ning, et al. Site selection for video monitoring spots of forest fire in Jiufeng National Forest Park, Beijing [J]. J Northeast For Univ, 2009, 37(5): 24 − 27. doi:  10.3969/j.issn.1000-5382.2009.05.009
    [6] 中华人民共和国国家发展和改革委员会发展规划司.全国森林防火规划(2016-2025年)[EB/OL]. (2017-05-18)[2019-10-25].http://www.ndrc.go-v.cn/fzgggz/fzgh/ghwb/gjjgh/201705/t20170518_847772.html.
    [7] 国家林业局计财司. 森林火情瞭望监测设施工程项目建设标准[EB/OL]. (2017-07-28)[2020-04-11]. https://max.book118.com/html/2017/1215/144197192.shtm
    [8] 杨超. 北京市西山试验林场防火监测点布局研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2006.

    YANG Chao. Study on Distribution of Monitoring Spots for Forestry Fire Protection on Beijing Xishan Forestry Farm[D]. Beijing: Beijing Forestry University, 2006.
    [9] 孙伟, 曹姗姗, 唐小明. 林火视频监控空间优化布局与评价技术[J]. 自然灾害学报, 2013, 22(2): 61 − 69.

    SUN Wei, CAO Shanshan, TANG Xiaoming. Spatial optimal arrangement and evaluation technology of forest fire video monitoring [J]. J Natural Disasters, 2013, 22(2): 61 − 69.
    [10] 肖化顺, 段祝庚, 邓立斌. 林区瞭望台监测网点选址研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2012, 32(7): 6 − 9.

    XIAO Huashun, DUAN Zhugeng, DENG Libin. Research on obseravtion network setting in forest area [J]. J Central South Univ For Technol, 2012, 32(7): 6 − 9.
    [11] 孙传皓, 李贺洋, 郭少斌. 基于层次分析-模糊综合评判法的鄂尔多斯盆地东缘上古界泥页岩储层评判[J]. 地球科学前沿, 2015, 5: 43 − 52. doi:  10.12677/AG.2015.52006

    SUN Chuanhao, LI Heyang, GUO Shaobin. Shale reservoir evaluation of upper paleozoic in the East Ordos Basin based on AHP-FCE method [J]. Adv Geosci, 2015, 5: 43 − 52. doi:  10.12677/AG.2015.52006
    [12] 许水燕. 基于GIS的森林防火监测系统的研究与实现[D]. 南京: 南京农业大学, 2010.

    XU Shuiyan. Implementation Monitoring System in Forest Fire Prevention Based on GIS[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2010.
    [13] 周成林, 颜伟, 姜霞. 浅谈山区森林防火监测网优化设计与实现[J]. 贵州林业科技, 2016, 44(4): 61 − 64.

    ZHOU Chenglin, YAN Wei, JIANG Xia. Brief talk about optimization design and implementation of forest fire monitoring network in mountainous areas [J]. Guizhou For Sci Technol, 2016, 44(4): 61 − 64.
    [14] 刘淑琼, 邹时林, 邹胜武, 等. 基于规则格网DEM提取山顶点的研究[J]. 东华理工大学学报(自然科学版), 2013, 36(增刊): 93-95.

    LIU Shuqiong, ZHOU Shilin, ZHOU Shengwu, et al. Extraction mountain peak based on grid DEM[J]. J East China Ins Technol, 2013, 36(suppl): 93-95.
    [15] 陈盼盼, 张友顺, 王春, 等. 基于DEM的山顶点快速提取技术[J]. 现代测绘, 2006, 29(2): 11 − 13. doi:  10.3969/j.issn.1672-4097.2006.02.004

    CHEN Panpan, ZHANG Youshun, WANG Chun, et al. Method of extraction surface peaks based on DEM [J]. Modern Surv Mapping, 2006, 29(2): 11 − 13. doi:  10.3969/j.issn.1672-4097.2006.02.004
    [16] 汤旭, 郑洁, 冯彦, 等. 云南省县域森林生态安全评价与空间分析[J]. 浙江农林大学学报, 2018, 35(4): 684 − 694. doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.014

    TANG Xu, ZHENG Jie, FENG Yan, et al. County-level forest ecological security evaluation and spatial analysis in Yunnan Province [J]. J Zhejiang A&F Univ, 2018, 35(4): 684 − 694. doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.014
  • [1] 朱柱, 杨海龙, 黄乾, 赵嘉玮.  青海高寒黄土区典型水源涵养林健康评价 . 浙江农林大学学报, 2019, 36(6): 1166-1173. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.014
    [2] 汤旭, 郑洁, 冯彦, 李燕坤, 王时军, 张大红.  云南省县域森林生态安全评价与空间分析 . 浙江农林大学学报, 2018, 35(4): 684-694. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.04.014
    [3] 席雪冬, 雷洪, 杜官本, 吴志刚, 曹明, 廖晶晶.  高质量分数甲醛增强冷固型三聚氰胺-尿素-甲醛树脂性能 . 浙江农林大学学报, 2016, 33(2): 300-305. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.016
    [4] 伏建国, 刘金良, 杨晓军, 安榆林, 骆嘉言.  进口黄檀属木材DNA提取与分子鉴定方法初步研究 . 浙江农林大学学报, 2013, 30(4): 627-632. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2013.04.025
    [5] 余乐, 吕建雄, 李贤军, 徐康, 吴义强, 蒋佳荔.  X射线扫描法和切片法测量干燥过程中杉木含水率分布的比较研究 . 浙江农林大学学报, 2013, 30(4): 543-547. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2013.04.013
    [6] 曹欢玲, 李文珠, 宋源普, 陈茂军.  基于分形理论的竹炭孔隙度与比表面积的探索 . 浙江农林大学学报, 2011, 28(5): 771-774. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2011.05.014
    [7] 汪杭军, 张广群, 祁亨年, 李文珠.  木材识别方法研究综述 . 浙江农林大学学报, 2009, 26(6): 896-902.
    [8] 韩书广, 周兆兵, 江华, 张洋.  酶处理对响叶杨木材表面动态润湿性能的影响 . 浙江农林大学学报, 2009, 26(6): 774-777.
    [9] 梁宏温, 黄恒川, 黄承标, 黄海仲, 梁欣, 蒙跃环.  不同树龄秃杉与杉木人工林木材物理力学性质的比较 . 浙江农林大学学报, 2008, 25(2): 137-142.
    [10] 李延军, 张璧光, 张齐生, 李贤军, 刘志坤.  木束高温干燥过程中的热质传递模型 . 浙江农林大学学报, 2008, 25(2): 131-136.
    [11] 罗锡平, 傅深渊, 周春晖.  纳米二氧化钛改性竹炭光催化降解2,4-二氯苯酚的研究 . 浙江农林大学学报, 2007, 24(5): 524-527.
    [12] 汪杭军, 方陆明, 张广群.  空间分析中的空间数据结构 . 浙江农林大学学报, 2007, 24(3): 363-368.
    [13] 吴达胜, 方陆明, 徐爱俊.  森林资源流转办公系统的研建 . 浙江农林大学学报, 2007, 24(2): 130-134.
    [14] 嵇伟兵, 姚文斌, 马灵飞.  龙竹和绿竹竹材壁厚度方向的梯度力学性能 . 浙江农林大学学报, 2007, 24(2): 125-129.
    [15] 李延军, 李梁, 张璧光.  非稳态法测定杉木板材的水分扩散系数 . 浙江农林大学学报, 2007, 24(2): 121-124.
    [16] 张叶田, 何礼平.  竹集成材与常见建筑结构材力学性能比较 . 浙江农林大学学报, 2007, 24(1): 100-104.
    [17] 沈月琴, 刘俊昌, 李兰英, 郑振华, 何拥军.  天然林保护地区森林资源保护与社会经济协调发展的机制研究 . 浙江农林大学学报, 2006, 23(2): 115-121.
    [18] 方陆明, 徐爱俊, 楼雄伟, 唐丽华.  县级林业资源管理信息系统技术标准研究与应用 . 浙江农林大学学报, 2006, 23(2): 122-128.
    [19] 沈哲红, 姜年春, 陈黎, 李文珠, 俞友明.  E1 级防潮型中密度纤维板的工艺因子对甲醛释放量的影响 . 浙江农林大学学报, 2005, 22(2): 203-206.
    [20] 王雁.  我国城市绿化理念探索的回顾与发展趋势 . 浙江农林大学学报, 2003, 20(3): 315-320.
  • 加载中
  • 链接本文:

    http://zlxb.zafu.edu.cn/article/doi/10.11833/j.issn.2095-0756.20190622

    http://zlxb.zafu.edu.cn/article/zjnldxxb/2020//1

计量
  • 文章访问数:  10
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-24
  • 修回日期:  2020-04-22

林区瞭望塔布局与优化设计

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622
    基金项目:  中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(TD2014-02)
    作者简介:

    范续,从事林业信息服务研究。Email:fanxu0420@foxmail.com

    通信作者: 武刚,教授,博士,博士生导师,从事林业信息化研究。E-mail:wugang@bjfu.edu.cn
  • 中图分类号: S781

摘要:   目的  为优化林区瞭望塔布局与建设时序,提高瞭望塔网络建设效率。  方法  以北京郊区W林场为实验点,针对瞭望塔网络建设的空间性、阶段性和动态性等特点,设计基于顶点法的最大监测面积模型(Max-MAM),利用Greedy算法求解近似最优布局方案;设计基于熵权法的动态多属性建设时序模型(DMACTSM),求解近似最优布局方案下的综合最优建设时序。  结果  顶点法共提取到38个备选点;用Max-MAM优选出最优布局方案$ {\bar P_6} = \left\{ {{a_6},{a_{29}},{a_{36}},{a_{12}},{a_{26}},{a_{18}}} \right\}$,可使瞭望塔网络的监测覆盖面积最大,约71.47%;用DMACTSM模型获得最优建设时序为a29、a26、a12、a6、a36和a18,可使瞭望塔网络建设过程中综合效益最优。  结论  Max-MAM和DMACTSM能够调整建设时序,解决建设时序最优问题,结合地理信息系统(GIS)实现瞭望塔网络布局优化;调整后的建设时序在增长监测面积、交通、坡度、已有建筑情况等方面综合最优。图6表3参28

English Abstract

范续, 武刚, 陈飞翔, 陈玥璐. 林区瞭望塔布局与优化设计[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622
引用本文: 范续, 武刚, 陈飞翔, 陈玥璐. 林区瞭望塔布局与优化设计[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622
FAN Xu, WU Gang, CHEN Feixiang, CHEN Yuelu. Layout and optimal design of watchtowers in forest regions[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622
Citation: FAN Xu, WU Gang, CHEN Feixiang, CHEN Yuelu. Layout and optimal design of watchtowers in forest regions[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190622

返回顶部

目录

    /

    返回文章
    返回