林区火势蔓延的控制方法、控制装置和林区防火系统

技术领域

本申请涉及林区防火技术领域，具体而言，涉及一种林区火势蔓延的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器和林区防火系统。

背景技术

火灾的危害有目共睹，特别是林区一旦起火，植被茂密，火势迅速蔓延，外加上路途遥远，道路不畅，灭火设施、消防运输不及时很容易造成巨大损失，以目前的消防及预警灭火技术很难在第一时间将林区火势扑灭。如2019年某次山火，起初由于灭火队伍、消防车辆及救火人员不能够及时到达火灾现场，造成30亿动物死亡，800多万公顷土地损毁，上百人丧生；某次特大森林火灾造成面积为1.7万平方千米，211人丧生，造成损失高达70亿。

现有的林区、森林防火技术缺少有效的防控手段，极少找到相关专利能够应对林区火势控制与蔓延。现有的《森林防火工程设计规范》(2005)中的相关规定，“防火隔离带的宽度应大于当地成熟林的最高树高的1.5倍”。此类防火隔离带设计，一般要求乔、灌木林地防火隔离带的宽度一般要至少设40m至60m宽，虽能起到防火蔓延效果，但占地面积太大，这种极宽的防火隔离带设计简单粗暴，使得隔离带土地沙化，生态退化，侵占了大面积土地资源，形成土地斑块沙化。此外，也有部分防火设计专利都倾向于预警装置的设计或防火软件系统、遥感监测感应装置以及一些小型灭火工器具，只能应对家庭工作场所等局部区域起火阶段的火势控制，并不能真正解决林区、森林大型火灾现场问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种林区火势蔓延的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器和林区防火系统，以至少解决现有技术中林区防火技术难以控制大型火灾的火势蔓延的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种林区火势蔓延的控制方法，包括：获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，所述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，所述冠幅倾角范围为所述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，所述外侧植被高度为所述林区的植被的平均高度，所述火势蔓延方向为火势通过所述防火林带靠近所述林区的防火蔓延道路的方向，所述林区被划分为多个分区，所述分区之间通过所述防火蔓延道路和所述防火林带分隔，所述防火林带位于所述防火蔓延道路的两侧；根据所述冠幅倾角范围和所述外侧植被高度计算得到所述防火林带的宽度，所述防火林带的宽度为所述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，所述目标直角边为直角三角形中，长度为所述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；根据所述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，所述最大火势蔓延幅度表为所述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；根据所述目标最大火势蔓延幅度确定所述防火蔓延道路的宽度，所述防火蔓延道路的宽度大于所述目标最大火势蔓延幅度。

可选地，在根据所述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定最大火势蔓延幅度之前，所述方法包括：生成步骤，根据所述防火林带生成等比模拟模型，所述等比模拟模型的尺寸与所述防火林带的尺寸等比例；模拟步骤，在所述火势蔓延方向的风量为预定风量的情况下，采用所述等比模拟模型模拟所述防火林带的火势蔓延，得到所述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度；计算步骤，将所述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度进行等比换算得到所述防火林带的最大火势蔓延幅度；调整所述预定风量，并依次重复所述生成步骤、所述模拟步骤和所述计算步骤，直至得到所述最大火势蔓延幅度表。

可选地，根据所述冠幅倾角范围和所述外侧植被高度计算得到所述防火林带的宽度，包括：将所述冠幅倾角范围的最小值确定为最小冠幅倾角；计算所述外侧植被高度与所述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到所述防火林带的宽度。

可选地，计算所述外侧植被高度与所述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到所述防火林带的宽度，包括：计算所述外侧植被高度与所述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到预备宽度值；将所述预备宽度值和最小宽度阈值的较大值确定为所述防火林带的宽度。

可选地，所述防火蔓延道路的宽度与所述目标最大火势蔓延幅度的比值大于或者等于1.2。

可选地，在根据所述目标最大火势蔓延幅度确定所述防火蔓延道路的宽度之后，所述方法还包括：将所述林区设置分布多个雨水收集池，所述雨水收集池位于所述防火蔓延道路的两侧且间隔预定距离；获取所述林区的降雨量，所述降雨量为一段历史时间段内的所述火势蔓延方向的平均降雨量；根据所述降雨量确定所述雨水收集池的容积。

根据本申请的另一方面，提供了一种林区火势蔓延的控制装置，包括：获取单元，用于获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，所述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，所述冠幅倾角范围为所述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，所述外侧植被高度为所述林区的植被的平均高度，所述火势蔓延方向为火势通过所述防火林带靠近所述林区的防火蔓延道路的方向，所述林区被划分为多个分区，所述分区之间通过所述防火蔓延道路和所述防火林带分隔，所述防火林带位于所述防火蔓延道路的两侧；第一计算单元，用于根据所述冠幅倾角范围和所述外侧植被高度计算得到所述防火林带的宽度，所述防火林带的宽度为所述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，所述目标直角边为直角三角形中，长度为所述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；第一确定单元，用于根据所述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，所述最大火势蔓延幅度表为所述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；第二确定单元，用于根据所述目标最大火势蔓延幅度确定所述防火蔓延道路的宽度，所述防火蔓延道路的宽度大于所述目标最大火势蔓延幅度。

根据本申请的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述方法。

根据本申请的又一方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的方法。

根据本申请的再一方面，提供了一种林区防火系统，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

应用本申请的技术方案，上述林区火势蔓延的控制方法中，首先，获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；然后，根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；之后，根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；最后，根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。该方法通过林区划分为多个分区，计算确定分区之间防火林带的宽度和防火蔓延道路的宽度，以确保一个分区的火势蔓延无法越过防火蔓延道路波及道路对面分区，起到良好的火势蔓延控制作用，无需形成大面积的防火隔离带，解决了现有技术中林区防火技术难以控制大型火灾的火势蔓延的问题，防止大面积山区、林地火势蔓延而短时间内无法熄灭，起到烧毁局部片区，保护整片林区不被损害，方便巡检，巡查，方便林区日后的经济开发利用。结合日常公路交通枢纽，方便车辆流通，交通运输。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例中提供的一种执行林区火势蔓延的控制方法的移动终端的硬件结构框图；

图2示出了根据本申请的实施例提供的一种林区火势蔓延的控制方法的流程示意图；

图3示出了根据本申请的实施例提供的一种林区规划图示意图；

图4示出了根据本申请的实施例提供的一种防火蔓延道路示意图；

图5示出了根据本申请的实施例提供的一种火灾监测与自动灭火系统构建示意图；

图6示出了根据本申请的实施例提供的一种林区火势蔓延的控制装置的结构框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中林区防火技术难以控制大型火灾的火势蔓延，为解决该技术问题，本申请的实施例提供了一种林区火势蔓延的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器和林区防火系统。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种林区火势蔓延的控制方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的设备信息的显示方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种运行于移动终端、计算机终端或者类似的运算装置的林区火势蔓延的控制方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本申请实施例的林区火势蔓延的控制方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201，获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；

具体地，采用卫星遥感数据或奥维、big map等地图软件，先确定被规划的林区面积大小、形状，地形地势以及地貌特点，根据林区面积的大小、借助地形地貌、地势以及借助天然的山脊、挡体，对林区进行分区规划，再按照划分好的片区，确定林区防火蔓延道路走向，道路分布尽量与地形优势相互组合，形成天然阻隔屏障，防火蔓延道路同时也综合兼顾运输体系设计以及长远发展，对规划好的林区，采用小型气象监测站监测局部区域气象数据，主要是获取风力等级、主风向、侧风向、降雨量、降雨强度。利用主风向结合该区域地形、坡度等基础资料数据确定林区防火蔓延道路位置分布及走向。首要保证林区防火蔓延道路要与主风向尽量保持90°垂直关系，主风向与道路夹角，介于90°±20°，再兼顾考虑地形、坡度等其他附属条件，在规划的防火蔓延道路两侧依次布设由耐火乔木和灌木组成的防火林带，且宽度比为2:1。所构建的防火林带从道路外侧向道路内侧由高向低过渡，整体防火林带冠幅形成的倾角与地面呈30°至45°夹角α，即冠幅倾角范围为30°至45°，与防火道路面呈135°至160°夹角，防火林带最外侧植被高度与林区衔接部分的植被高度相近，但不超过林区植被高度，上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔规划完成，即可获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度。

步骤S202，根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；

具体地，取与林区乔木的平均高度作为防火林带最外侧植被的高度h，且防火林带最外侧植被与地面垂直成90°夹角，又知道防火林带冠幅与地面呈30°至45°夹角α，在直角三角中，已知一条边长，两个内角后，即可换算出防火林带的宽度w。

步骤S203，根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；

具体地，借助该区域内的风速、地形地势，植被林带宽度以及倾角，植被燃烧参数特性及时间，搭建相似模拟实验模型，主要考虑风速、可燃物系数、坡度及几何相似几个核心参数，利用模拟材料搭建的相似实验模型，调整控制不同的风量大小，测算出相似模型燃烧后产生的最大横向火势蔓延幅度h

步骤S204，根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。

具体地，理论上，防火蔓延道路的最小宽度满足W

上述林区火势蔓延的控制方法中，首先，获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；然后，根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；之后，根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；最后，根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。该方法通过林区划分为多个分区，计算确定分区之间防火林带的宽度和防火蔓延道路的宽度，以确保一个分区的火势蔓延无法越过防火蔓延道路波及道路对面分区，起到良好的火势蔓延控制作用，无需形成大面积的防火隔离带，解决了现有技术中林区防火技术难以控制大型火灾的火势蔓延的问题，防止大面积山区、林地火势蔓延而短时间内无法熄灭，起到烧毁局部片区，保护整片林区不被损害，方便巡检，巡查，方便林区日后的经济开发利用。结合日常公路交通枢纽，方便车辆流通，交通运输。

为了确保目标最大火势蔓延幅度的准确性，一种可选方案中，在上述步骤S203之前，上述方法包括：

步骤S301，用于执行生成步骤，根据上述防火林带生成等比模拟模型，上述等比模拟模型的尺寸与上述防火林带的尺寸等比例；

步骤S302，用于执行模拟步骤，在上述火势蔓延方向的风量为预定风量的情况下，采用上述等比模拟模型模拟上述防火林带的火势蔓延，得到上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度；

步骤S303，用于执行计算步骤，将上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度进行等比换算得到上述防火林带的最大火势蔓延幅度；

步骤S304，用于执行调整上述预定风量，并依次重复上述生成步骤、上述模拟步骤和上述计算步骤，直至得到上述最大火势蔓延幅度表。

本实施例中，获取现场的地形、坡度，根据风力条件、植被林带宽度及倾角。地形坡度建立一个相似模拟模型，按照一定计算比例缩小，满足风力、坡度条件、植被燃烧系数及几何尺度具有相似性。为了研究乔灌木带被被点燃后，在几何倾角这种结构设计下，防护林带的燃烧过程中的横向火焰延展特性。因此，在确保防火林带几何外观相似前提下，设计不同的风量大小，测算该相似模型下最大火势蔓延强度，从林带外侧边缘点燃相似模型，横向给定不同的风量w

具体实现过程中，上述步骤S202可以通过以下步骤实现，一种可选方案中，为了抑制火势强度和蔓延幅度，上述步骤S202包括：

步骤S2021，将上述冠幅倾角范围的最小值确定为最小冠幅倾角；

步骤S2022，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到上述防火林带的宽度。

本实施例中，上述冠幅倾角范围为30°至45°，最小冠幅倾角α为30°，为假设林区乔木的高度h，可在现场测得，那么即可根据tanα＝h/w测得林带宽度w，这样的倾角和林带宽度在火势蔓延过程中能有效控制横向和纵向火势蔓延且能抑制火势强度和蔓延幅度。

具体实现过程中，上述步骤S2022可以通过以下步骤实现，一种可选方案中，为了抑制火势强度和蔓延幅度，上述步骤S2022包括：

步骤S20221，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到预备宽度值；

步骤S20222，将上述预备宽度值和最小宽度阈值的较大值确定为上述防火林带的宽度。

本实施例中，最小宽度阈值为20m，计算所得防火蔓延道路两侧的防火蔓延林带的宽度若不足20m，则取20m宽度为准，原则上至少要≧20m，进一步抑制火势强度和蔓延幅度，当然，最小宽度阈值不限于20m，可以根据实际情况进行调整。

进一步地，一种可选方案中，上述防火蔓延道路的宽度与上述目标最大火势蔓延幅度的比值大于或者等于1.2。

本实施例中，在实际应用中，预留一定余地，即防火蔓延道路宽度W

为了进一步抑制火势蔓延，一种可选方案中，在上述步骤S204之后，上述方法还包括：

步骤S401，将上述林区设置分布多个雨水收集池，上述雨水收集池位于上述防火蔓延道路的两侧且间隔预定距离；

步骤S402，获取上述林区的降雨量，上述降雨量为一段历史时间段内的上述火势蔓延方向的平均降雨量；

步骤S403，根据上述降雨量确定上述雨水收集池的容积。

本实施例中，确定了防火蔓延道路宽度及防火蔓延林带的宽度后，计算防火蔓延道路两侧的地下雨水收集池的容积大小。地下雨水收集池体大小可参考该区域气象数据资料获取近十年来的年平均降雨量，最大降雨强度，路面汇水面积来设计，防止设计的地下雨水收集池不满足实际应用，防火蔓延道路两侧池体每间隔一定距离设计一个地下雨水收集池，以供灭火设备供水，例如，每3套自动识别灭火系统共用一个地下雨水收集池，地下雨水收集池体间距控制在60m左右，顶部覆盖自然表土，则可将自动灭火系统按等间距20m进行设置，灭火覆盖半径为10m，能充分利用地下雨水收集池收集的水体，向防火林带喷水，将蔓延至道路边缘的防火林带的火势扑灭或浇湿灌木防火林带大大降低火势强度，防止火势进一步扩散越过防火道路，燃烧蔓延至其它相邻片区。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例对本申请的林区火势蔓延的控制方法的实现过程进行详细说明。

本实施例涉及一种具体的林区火势蔓延的控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：利用遥感影像数据确定好被防控的林区范围后，考察林区地形地貌，确定道路走向及分布位置后，确定林区主风向。根据林区主风向、地形地貌、天然阻隔屏障确定好道路走向以及位置规划，如图3所示。保持防火蔓延道路尽量与主风向垂直，防火蔓延道路设置尽量迎合山脊向下(背风面)或山谷向上(迎风面)处。

步骤S2：构建林区防火蔓延道路，防护蔓延道路宽度根据防火蔓延林带宽度、倾角、该区域风速、主风向、可燃物、植物密度、水分等参数建立的数学模型测算，所得防火蔓延道路最小宽度W

步骤S3：假设林区乔木的高度h，可在现场测得，那么即可根据tanα＝h/w测得林带宽度w，获取现场的地形、坡度。根据风力条件、植被林带宽度及倾角。地形坡度建立一个相似模拟模型，按照一定计算比例缩小，满足风力、坡度条件、植被燃烧系数及几何尺度具有相似性。为了研究乔灌木带被被点燃后，在几何倾角这种结构设计下，防护林带的燃烧过程中的横向火焰延展特性。因此，在确保防火林带几何外观相似前提下，设计不同的风量大小，测算该相似模型下最大火势蔓延强度。从林带外侧边缘点燃相似模型，横向给定不同的风量w1，w2，w3.......，获取模型的横向火势蔓延幅度。通过模型背后的标尺，我们能准确测量得到不同风量下，呈30°至45°夹角的模拟林带，在某一风速为wi条件下，得到该相似模型的最大横向火势蔓延幅度h

步骤S4：构建防火蔓延道路两侧的排水沟，排水沟排量的计算要根据公路面汇流面积、径流系数、降雨历时、降雨强度以及路面粗糙度计算，详细可参考《公路排水设计规范JTGT D33-2012》，排水沟最好采用树脂混凝土排水沟，排水沟顶部为篦子盖板，便于截留杂物，且该类型排水沟安装方便且便于雨水收集。

步骤S5：如图4所示，构建排水沟两侧地下雨水收集池。在防火道路两侧设计一套用于储存路面雨水的地下雨水收集池。地下雨水收集池并排分布于道路排水沟两侧地表以下，池体顶部覆盖约50cm的表土，表土生长有草本灌木等绿化植被。选用的池体大小一般长4m，宽1.5m，高为2m的即可，池体长宽高比值为8:3:4，但受降雨量、地形等地区、区域性差异，因地制宜，可适当调整池体尺寸大小，如水泥、高密度PP材料构造等，无论采用什么什么材料，必须满足抗压、抗腐蚀、防浸泡、抗渗透特性。地下雨水收集池体顶部预留有进水口，进水口与排水沟侧帮打通相衔接。雨水收集池进水口设有雨水过滤网，当排水沟内的雨水沿着进水口流入池内前，雨水过滤网能够再次过滤排水沟内雨水的杂物。当雨水将地下雨水收集池灌满后，多余的雨水便会沿着排水沟排掉。进一步地下雨水收集池体与池体之间的间距控制在60m之间，且均匀分布与防火蔓延道路排水沟两侧的地下，值得注意的一点是由于林区的公路波浪起伏不平，因此在路面的坡顶位置汇水面积较小，两侧不设雨水集水池。

步骤S6：最后栽植两侧的防火植被林带。防火植被林带分布于防火蔓延道路两侧，防火植被林带由内侧灌木带和外侧乔木带构成，防火灌木带宽度与乔木带宽度比例为1:2，靠近防火蔓延道路最最内侧的低矮防火灌木，株高不超过1m，由内向外，株高逐渐递增形成并与地面呈30°至45°夹角，灌木带植株间距保持在1m为宜，最大不超过1.5m，灌木横向植株间距依次交替错开。株距控制在1m至1.5m，既能保证灌木长势良好，又能有效抑制底部杂草丛生。所用选用的灌木类型有水曲柳、胡桃楸、蒿柳、沼柳、杞柳、刺老牙、暖木条、红瑞木等耐火植被均可。乔木林带与灌木带相衔接，平行于道路的乔木林带植株纵向间距控制在3m至4m之间，垂直于道路的横向间距控制在4m至5m，植物分布依次交替错开。乔木林带同灌木林带一样，由内向外呈逐渐增加趋势，株高增幅与地面呈30°至45°夹角，乔木林带的植被有刺槐、青杨、旱柳、海桐、冬青、女贞、杨梅、楠木、珊瑚树、油茶、柯木等耐火植被均可。乔木与灌木和组成的防火林带与路面呈30°至45°，这样的设计既美观又设计科学，在林火蔓延中起到良好的阻隔火势蔓延效果。

步骤S7：如图5所示，最后所述火灾监测与自动灭火系统与地下雨水收集池相连接。每一个地下储水池体同时能满足3个灭火系统供水使用，该自动识别灭火系统具备识别烟雾、温度、光辐射以超过正常浓度的碳氮气体，该系统通探测器接收到火势蔓延产生的物理化学信号，进而将其转变成电信号输入火灾报警控制器，进而触发启动自动喷水灭火系统。该灭火系统的喷嘴能实现180°旋转喷水，所覆盖的喷水半径为10m，3个喷水灭火系统刚好覆盖60m范围，也满足上述提到的地下雨水池体之间60m间距的供水需求，同时也解决了地下雨水收集池体收集雨水所需要的汇水面积不足问题。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请实施例还提供了一种林区火势蔓延的控制装置，需要说明的是，本申请实施例的林区火势蔓延的控制装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于林区火势蔓延的控制方法。该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

以下对本申请实施例提供的林区火势蔓延的控制装置进行介绍。

图6是根据本申请实施例的林区火势蔓延的控制装置的示意图。如图6所示，该装置包括：

第一获取单元10，用于获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；

具体地，采用卫星遥感数据或奥维、big map等地图软件，先确定被规划的林区面积大小、形状，地形地势以及地貌特点，根据林区面积的大小、借助地形地貌、地势以及借助天然的山脊、挡体，对林区进行分区规划，再按照划分好的片区，确定林区防火蔓延道路走向，道路分布尽量与地形优势相互组合，形成天然阻隔屏障，防火蔓延道路同时也综合兼顾运输体系设计以及长远发展，对规划好的林区，采用小型气象监测站监测局部区域气象数据，主要是获取风力等级、主风向、侧风向、降雨量、降雨强度。利用主风向结合该区域地形、坡度等基础资料数据确定林区防火蔓延道路位置分布及走向。首要保证林区防火蔓延道路要与主风向尽量保持90°垂直关系，主风向与道路夹角，介于90°±20°，再兼顾考虑地形、坡度等其他附属条件，在规划的防火蔓延道路两侧依次布设由耐火乔木和灌木组成的防火林带，且宽度比为2:1。所构建的防火林带从道路外侧向道路内侧由高向低过渡，整体防火林带冠幅形成的倾角与地面呈30°至45°夹角α，即冠幅倾角范围为30°至45°，与防火道路面呈135°至160°夹角，防火林带最外侧植被高度与林区衔接部分的植被高度相近，但不超过林区植被高度，上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔规划完成，即可获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度。

第一计算单元20，用于根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；

具体地，取与林区乔木的平均高度作为防火林带最外侧植被的高度h，且防火林带最外侧植被与地面垂直成90°夹角，又知道防火林带冠幅与地面呈30°至45°夹角α，在直角三角中，已知一条边长，两个内角后，即可换算出防火林带的宽度w。

第一确定单元30，用于根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；

具体地，借助该区域内的风速、地形地势，植被林带宽度以及倾角，植被燃烧参数特性及时间，搭建相似模拟实验模型，主要考虑风速、可燃物系数、坡度及几何相似几个核心参数，利用模拟材料搭建的相似实验模型，调整控制不同的风量大小，测算出相似模型燃烧后产生的最大横向火势蔓延幅度h

第二确定单元40，用于根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。

具体地，理论上，防火蔓延道路的最小宽度满足W

上述林区火势蔓延的控制装置中，获取单元获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；计算单元根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；第一确定单元根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；第二确定单元根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。该装置通过林区划分为多个分区，计算确定分区之间防火林带的宽度和防火蔓延道路的宽度，以确保一个分区的火势蔓延无法越过防火蔓延道路波及道路对面分区，起到良好的火势蔓延控制作用，无需形成大面积的防火隔离带，解决了现有技术中林区防火技术难以控制大型火灾的火势蔓延的问题，防止大面积山区、林地火势蔓延而短时间内无法熄灭，起到烧毁局部片区，保护整片林区不被损害，方便巡检，巡查，方便林区日后的经济开发利用。结合日常公路交通枢纽，方便车辆流通，交通运输。

为了确保目标最大火势蔓延幅度的准确性，一种可选方案中，上述装置还包括：

生成单元，用于执行生成步骤，在根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度之前，根据上述防火林带生成等比模拟模型，上述等比模拟模型的尺寸与上述防火林带的尺寸等比例；

模拟单元，用于执行模拟步骤，在上述火势蔓延方向的风量为预定风量的情况下，采用上述等比模拟模型模拟上述防火林带的火势蔓延，得到上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度；

第一计算单元，用于执行计算步骤，将上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度进行等比换算得到上述防火林带的最大火势蔓延幅度；

调整单元，用于调整上述预定风量，并依次重复上述生成步骤、上述模拟步骤和上述计算步骤，直至得到上述最大火势蔓延幅度表。

本实施例中，获取现场的地形、坡度，根据风力条件、植被林带宽度及倾角。地形坡度建立一个相似模拟模型，按照一定计算比例缩小，满足风力、坡度条件、植被燃烧系数及几何尺度具有相似性。为了研究乔灌木带被被点燃后，在几何倾角这种结构设计下，防护林带的燃烧过程中的横向火焰延展特性。因此，在确保防火林带几何外观相似前提下，设计不同的风量大小，测算该相似模型下最大火势蔓延强度，从林带外侧边缘点燃相似模型，横向给定不同的风量w

具体实现过程中，上述第一计算单元可以通过以下模块实现，一种可选方案中，为了抑制火势强度和蔓延幅度，上述第一计算单元包括：

确定模块，用于将上述冠幅倾角范围的最小值确定为最小冠幅倾角；

计算模块，用于计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到上述防火林带的宽度。

本实施例中，上述冠幅倾角范围为30°至45°，最小冠幅倾角α为30°，为假设林区乔木的高度h，可在现场测得，那么即可根据tanα＝h/w测得林带宽度w，这样的倾角和林带宽度在火势蔓延过程中能有效控制横向和纵向火势蔓延且能抑制火势强度和蔓延幅度。

具体实现过程中，上述计算模块可以通过以下子模块实现，一种可选方案中，为了抑制火势强度和蔓延幅度，上述计算模块包括：

计算子模块，用于计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到预备宽度值；

确定子模块，用于将上述预备宽度值和最小宽度阈值的较大值确定为上述防火林带的宽度。

本实施例中，最小宽度阈值为20m，计算所得防火蔓延道路两侧的防火蔓延林带的宽度若不足20m，则取20m宽度为准，原则上至少要≧20m，进一步抑制火势强度和蔓延幅度，当然，最小宽度阈值不限于20m，可以根据实际情况进行调整。

进一步地，一种可选方案中，上述防火蔓延道路的宽度与上述目标最大火势蔓延幅度的比值大于或者等于1.2。

本实施例中，在实际应用中，预留一定余地，即防火蔓延道路宽度W

为了进一步抑制火势蔓延，一种可选方案中，上述装置还包括：

第三确定单元，用于在根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度之后，将上述林区设置分布多个雨水收集池，上述雨水收集池位于上述防火蔓延道路的两侧且间隔预定距离；

第二获取单元，用于获取上述林区的降雨量，上述降雨量为一段历史时间段内的上述火势蔓延方向的平均降雨量；

第四确定单元，用于根据上述降雨量确定上述雨水收集池的容积。

本实施例中，确定了防火蔓延道路宽度及防火蔓延林带的宽度后，计算防火蔓延道路两侧的地下雨水收集池的容积大小。地下雨水收集池体大小可参考该区域气象数据资料获取近十年来的年平均降雨量，最大降雨强度，路面汇水面积来设计，防止设计的地下雨水收集池不满足实际应用，防火蔓延道路两侧池体每间隔一定距离设计一个地下雨水收集池，以供灭火设备供水，例如，每3套自动识别灭火系统共用一个地下雨水收集池，地下雨水收集池体间距控制在60m左右，顶部覆盖自然表土，则可将自动灭火系统按等间距20m进行设置，灭火覆盖半径为10m，能充分利用地下雨水收集池收集的水体，向防火林带喷水，将蔓延至道路边缘的防火林带的火势扑灭或浇湿灌木防火林带大大降低火势强度，防止火势进一步扩散越过防火道路，燃烧蔓延至其它相邻片区。

上述林区火势蔓延的控制装置包括处理器和存储器，上述第一获取单元、第一计算单元、第一确定单元和第二确定单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述林区火势蔓延的控制方法。

具体地，林区火势蔓延的控制方法包括：

步骤S201，获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；

具体地，采用卫星遥感数据或奥维、big map等地图软件，先确定被规划的林区面积大小、形状，地形地势以及地貌特点，根据林区面积的大小、借助地形地貌、地势以及借助天然的山脊、挡体，对林区进行分区规划，再按照划分好的片区，确定林区防火蔓延道路走向，道路分布尽量与地形优势相互组合，形成天然阻隔屏障，防火蔓延道路同时也综合兼顾运输体系设计以及长远发展，对规划好的林区，采用小型气象监测站监测局部区域气象数据，主要是获取风力等级、主风向、侧风向、降雨量、降雨强度。利用主风向结合该区域地形、坡度等基础资料数据确定林区防火蔓延道路位置分布及走向。首要保证林区防火蔓延道路要与主风向尽量保持90°垂直关系，主风向与道路夹角，介于90°±20°，再兼顾考虑地形、坡度等其他附属条件，在规划的防火蔓延道路两侧依次布设由耐火乔木和灌木组成的防火林带，且宽度比为2:1。所构建的防火林带从道路外侧向道路内侧由高向低过渡，整体防火林带冠幅形成的倾角与地面呈30°至45°夹角α，即冠幅倾角范围为30°至45°，与防火道路面呈135°至160°夹角，防火林带最外侧植被高度与林区衔接部分的植被高度相近，但不超过林区植被高度，上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔规划完成，即可获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度。

步骤S202，根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；

具体地，取与林区乔木的平均高度作为防火林带最外侧植被的高度h，且防火林带最外侧植被与地面垂直成90°夹角，又知道防火林带冠幅与地面呈30°至45°夹角α，在直角三角中，已知一条边长，两个内角后，即可换算出防火林带的宽度w。

步骤S203，根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；

具体地，借助该区域内的风速、地形地势，植被林带宽度以及倾角，植被燃烧参数特性及时间，搭建相似模拟实验模型，主要考虑风速、可燃物系数、坡度及几何相似几个核心参数，利用模拟材料搭建的相似实验模型，调整控制不同的风量大小，测算出相似模型燃烧后产生的最大横向火势蔓延幅度h

步骤S204，根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。

具体地，理论上，防火蔓延道路的最小宽度满足W

可选地，在上述步骤S203之前，上述方法包括：步骤S301，用于执行生成步骤，根据上述防火林带生成等比模拟模型，上述等比模拟模型的尺寸与上述防火林带的尺寸等比例；步骤S302，用于执行模拟步骤，在上述火势蔓延方向的风量为预定风量的情况下，采用上述等比模拟模型模拟上述防火林带的火势蔓延，得到上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度；步骤S303，用于执行计算步骤，将上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度进行等比换算得到上述防火林带的最大火势蔓延幅度；步骤S304，用于执行调整上述预定风量，并依次重复上述生成步骤、上述模拟步骤和上述计算步骤，直至得到上述最大火势蔓延幅度表。

可选地，上述步骤S202包括：步骤S2021，将上述冠幅倾角范围的最小值确定为最小冠幅倾角；步骤S2022，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到上述防火林带的宽度。

可选地，上述步骤S2022包括：步骤S20221，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到预备宽度值；步骤S20222，将上述预备宽度值和最小宽度阈值的较大值确定为上述防火林带的宽度。

可选地，进一步地，一种可选方案中，上述防火蔓延道路的宽度与上述目标最大火势蔓延幅度的比值大于或者等于1.2。

本实施例中，在实际应用中，预留一定余地，即防火蔓延道路宽度W

在上述步骤S204之后，上述方法还包括：步骤S401，将上述林区设置分布多个雨水收集池，上述雨水收集池位于上述防火蔓延道路的两侧且间隔预定距离；步骤S402，获取上述林区的降雨量，上述降雨量为一段历史时间段内的上述火势蔓延方向的平均降雨量；步骤S403，根据上述降雨量确定上述雨水收集池的容积。

本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述林区火势蔓延的控制方法。

具体地，林区火势蔓延的控制方法包括：

步骤S201，获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；

具体地，采用卫星遥感数据或奥维、big map等地图软件，先确定被规划的林区面积大小、形状，地形地势以及地貌特点，根据林区面积的大小、借助地形地貌、地势以及借助天然的山脊、挡体，对林区进行分区规划，再按照划分好的片区，确定林区防火蔓延道路走向，道路分布尽量与地形优势相互组合，形成天然阻隔屏障，防火蔓延道路同时也综合兼顾运输体系设计以及长远发展，对规划好的林区，采用小型气象监测站监测局部区域气象数据，主要是获取风力等级、主风向、侧风向、降雨量、降雨强度。利用主风向结合该区域地形、坡度等基础资料数据确定林区防火蔓延道路位置分布及走向。首要保证林区防火蔓延道路要与主风向尽量保持90°垂直关系，主风向与道路夹角，介于90°±20°，再兼顾考虑地形、坡度等其他附属条件，在规划的防火蔓延道路两侧依次布设由耐火乔木和灌木组成的防火林带，且宽度比为2:1。所构建的防火林带从道路外侧向道路内侧由高向低过渡，整体防火林带冠幅形成的倾角与地面呈30°至45°夹角α，即冠幅倾角范围为30°至45°，与防火道路面呈135°至160°夹角，防火林带最外侧植被高度与林区衔接部分的植被高度相近，但不超过林区植被高度，上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔规划完成，即可获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度。

步骤S202，根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；

具体地，取与林区乔木的平均高度作为防火林带最外侧植被的高度h，且防火林带最外侧植被与地面垂直成90°夹角，又知道防火林带冠幅与地面呈30°至45°夹角α，在直角三角中，已知一条边长，两个内角后，即可换算出防火林带的宽度w。

步骤S203，根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；

具体地，借助该区域内的风速、地形地势，植被林带宽度以及倾角，植被燃烧参数特性及时间，搭建相似模拟实验模型，主要考虑风速、可燃物系数、坡度及几何相似几个核心参数，利用模拟材料搭建的相似实验模型，调整控制不同的风量大小，测算出相似模型燃烧后产生的最大横向火势蔓延幅度h

步骤S204，根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。

具体地，理论上，防火蔓延道路的最小宽度满足W

可选地，在上述步骤S203之前，上述方法包括：步骤S301，用于执行生成步骤，根据上述防火林带生成等比模拟模型，上述等比模拟模型的尺寸与上述防火林带的尺寸等比例；步骤S302，用于执行模拟步骤，在上述火势蔓延方向的风量为预定风量的情况下，采用上述等比模拟模型模拟上述防火林带的火势蔓延，得到上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度；步骤S303，用于执行计算步骤，将上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度进行等比换算得到上述防火林带的最大火势蔓延幅度；步骤S304，用于执行调整上述预定风量，并依次重复上述生成步骤、上述模拟步骤和上述计算步骤，直至得到上述最大火势蔓延幅度表。

可选地，上述步骤S202包括：步骤S2021，将上述冠幅倾角范围的最小值确定为最小冠幅倾角；步骤S2022，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到上述防火林带的宽度。

可选地，上述步骤S2022包括：步骤S20221，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到预备宽度值；步骤S20222，将上述预备宽度值和最小宽度阈值的较大值确定为上述防火林带的宽度。

可选地，进一步地，一种可选方案中，上述防火蔓延道路的宽度与上述目标最大火势蔓延幅度的比值大于或者等于1.2。

本实施例中，在实际应用中，预留一定余地，即防火蔓延道路宽度W

在上述步骤S204之后，上述方法还包括：步骤S401，将上述林区设置分布多个雨水收集池，上述雨水收集池位于上述防火蔓延道路的两侧且间隔预定距离；步骤S402，获取上述林区的降雨量，上述降雨量为一段历史时间段内的上述火势蔓延方向的平均降雨量；步骤S403，根据上述降雨量确定上述雨水收集池的容积。

本发明实施例提供了一种林区防火系统，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：

步骤S201，获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；

具体地，采用卫星遥感数据或奥维、big map等地图软件，先确定被规划的林区面积大小、形状，地形地势以及地貌特点，根据林区面积的大小、借助地形地貌、地势以及借助天然的山脊、挡体，对林区进行分区规划，再按照划分好的片区，确定林区防火蔓延道路走向，道路分布尽量与地形优势相互组合，形成天然阻隔屏障，防火蔓延道路同时也综合兼顾运输体系设计以及长远发展，对规划好的林区，采用小型气象监测站监测局部区域气象数据，主要是获取风力等级、主风向、侧风向、降雨量、降雨强度。利用主风向结合该区域地形、坡度等基础资料数据确定林区防火蔓延道路位置分布及走向。首要保证林区防火蔓延道路要与主风向尽量保持90°垂直关系，主风向与道路夹角，介于90°±20°，再兼顾考虑地形、坡度等其他附属条件，在规划的防火蔓延道路两侧依次布设由耐火乔木和灌木组成的防火林带，且宽度比为2:1。所构建的防火林带从道路外侧向道路内侧由高向低过渡，整体防火林带冠幅形成的倾角与地面呈30°至45°夹角α，即冠幅倾角范围为30°至45°，与防火道路面呈135°至160°夹角，防火林带最外侧植被高度与林区衔接部分的植被高度相近，但不超过林区植被高度，上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔规划完成，即可获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度。

步骤S202，根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；

具体地，取与林区乔木的平均高度作为防火林带最外侧植被的高度h，且防火林带最外侧植被与地面垂直成90°夹角，又知道防火林带冠幅与地面呈30°至45°夹角α，在直角三角中，已知一条边长，两个内角后，即可换算出防火林带的宽度w。

步骤S203，根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；

具体地，借助该区域内的风速、地形地势，植被林带宽度以及倾角，植被燃烧参数特性及时间，搭建相似模拟实验模型，主要考虑风速、可燃物系数、坡度及几何相似几个核心参数，利用模拟材料搭建的相似实验模型，调整控制不同的风量大小，测算出相似模型燃烧后产生的最大横向火势蔓延幅度h

步骤S204，根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。

具体地，理论上，防火蔓延道路的最小宽度满足W

可选地，在上述步骤S203之前，上述方法包括：步骤S301，用于执行生成步骤，根据上述防火林带生成等比模拟模型，上述等比模拟模型的尺寸与上述防火林带的尺寸等比例；步骤S302，用于执行模拟步骤，在上述火势蔓延方向的风量为预定风量的情况下，采用上述等比模拟模型模拟上述防火林带的火势蔓延，得到上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度；步骤S303，用于执行计算步骤，将上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度进行等比换算得到上述防火林带的最大火势蔓延幅度；步骤S304，用于执行调整上述预定风量，并依次重复上述生成步骤、上述模拟步骤和上述计算步骤，直至得到上述最大火势蔓延幅度表。

可选地，上述步骤S202包括：步骤S2021，将上述冠幅倾角范围的最小值确定为最小冠幅倾角；步骤S2022，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到上述防火林带的宽度。

可选地，上述步骤S2022包括：步骤S20221，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到预备宽度值；步骤S20222，将上述预备宽度值和最小宽度阈值的较大值确定为上述防火林带的宽度。

可选地，进一步地，一种可选方案中，上述防火蔓延道路的宽度与上述目标最大火势蔓延幅度的比值大于或者等于1.2。

本实施例中，在实际应用中，预留一定余地，即防火蔓延道路宽度W

在上述步骤S204之后，上述方法还包括：步骤S401，将上述林区设置分布多个雨水收集池，上述雨水收集池位于上述防火蔓延道路的两侧且间隔预定距离；步骤S402，获取上述林区的降雨量，上述降雨量为一段历史时间段内的上述火势蔓延方向的平均降雨量；步骤S403，根据上述降雨量确定上述雨水收集池的容积。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：

步骤S201，获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；

具体地，采用卫星遥感数据或奥维、big map等地图软件，先确定被规划的林区面积大小、形状，地形地势以及地貌特点，根据林区面积的大小、借助地形地貌、地势以及借助天然的山脊、挡体，对林区进行分区规划，再按照划分好的片区，确定林区防火蔓延道路走向，道路分布尽量与地形优势相互组合，形成天然阻隔屏障，防火蔓延道路同时也综合兼顾运输体系设计以及长远发展，对规划好的林区，采用小型气象监测站监测局部区域气象数据，主要是获取风力等级、主风向、侧风向、降雨量、降雨强度。利用主风向结合该区域地形、坡度等基础资料数据确定林区防火蔓延道路位置分布及走向。首要保证林区防火蔓延道路要与主风向尽量保持90°垂直关系，主风向与道路夹角，介于90°±20°，再兼顾考虑地形、坡度等其他附属条件，在规划的防火蔓延道路两侧依次布设由耐火乔木和灌木组成的防火林带，且宽度比为2:1。所构建的防火林带从道路外侧向道路内侧由高向低过渡，整体防火林带冠幅形成的倾角与地面呈30°至45°夹角α，即冠幅倾角范围为30°至45°，与防火道路面呈135°至160°夹角，防火林带最外侧植被高度与林区衔接部分的植被高度相近，但不超过林区植被高度，上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔规划完成，即可获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度。

步骤S202，根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；

具体地，取与林区乔木的平均高度作为防火林带最外侧植被的高度h，且防火林带最外侧植被与地面垂直成90°夹角，又知道防火林带冠幅与地面呈30°至45°夹角α，在直角三角中，已知一条边长，两个内角后，即可换算出防火林带的宽度w。

步骤S203，根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；

具体地，借助该区域内的风速、地形地势，植被林带宽度以及倾角，植被燃烧参数特性及时间，搭建相似模拟实验模型，主要考虑风速、可燃物系数、坡度及几何相似几个核心参数，利用模拟材料搭建的相似实验模型，调整控制不同的风量大小，测算出相似模型燃烧后产生的最大横向火势蔓延幅度h

步骤S204，根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。

具体地，理论上，防火蔓延道路的最小宽度满足W

可选地，在上述步骤S203之前，上述方法包括：步骤S301，用于执行生成步骤，根据上述防火林带生成等比模拟模型，上述等比模拟模型的尺寸与上述防火林带的尺寸等比例；步骤S302，用于执行模拟步骤，在上述火势蔓延方向的风量为预定风量的情况下，采用上述等比模拟模型模拟上述防火林带的火势蔓延，得到上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度；步骤S303，用于执行计算步骤，将上述等比模拟模型的最大火势蔓延幅度进行等比换算得到上述防火林带的最大火势蔓延幅度；步骤S304，用于执行调整上述预定风量，并依次重复上述生成步骤、上述模拟步骤和上述计算步骤，直至得到上述最大火势蔓延幅度表。

可选地，上述步骤S202包括：步骤S2021，将上述冠幅倾角范围的最小值确定为最小冠幅倾角；步骤S2022，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到上述防火林带的宽度。

可选地，上述步骤S2022包括：步骤S20221，计算上述外侧植被高度与上述最小冠幅倾角的正切值的比值，得到预备宽度值；步骤S20222，将上述预备宽度值和最小宽度阈值的较大值确定为上述防火林带的宽度。

可选地，进一步地，一种可选方案中，上述防火蔓延道路的宽度与上述目标最大火势蔓延幅度的比值大于或者等于1.2。

本实施例中，在实际应用中，预留一定余地，即防火蔓延道路宽度W

在上述步骤S204之后，上述方法还包括：步骤S401，将上述林区设置分布多个雨水收集池，上述雨水收集池位于上述防火蔓延道路的两侧且间隔预定距离；步骤S402，获取上述林区的降雨量，上述降雨量为一段历史时间段内的上述火势蔓延方向的平均降雨量；步骤S403，根据上述降雨量确定上述雨水收集池的容积。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的上述林区火势蔓延的控制方法中，首先，获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；然后，根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；之后，根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；最后，根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。该方法通过林区划分为多个分区，计算确定分区之间防火林带的宽度和防火蔓延道路的宽度，以确保一个分区的火势蔓延无法越过防火蔓延道路波及道路对面分区，起到良好的火势蔓延控制作用，无需形成大面积的防火隔离带，解决了现有技术中林区防火技术难以控制大型火灾的火势蔓延的问题，防止大面积山区、林地火势蔓延而短时间内无法熄灭，起到烧毁局部片区，保护整片林区不被损害，方便巡检，巡查，方便林区日后的经济开发利用。结合日常公路交通枢纽，方便车辆流通，交通运输。

2)、本申请的林区火势蔓延的控制装置中，获取单元获取林区的防火林带的最大横向风量、冠幅倾角范围和外侧植被高度，上述最大横向风量为一段历史时间段内的火势蔓延方向的最大风量，上述冠幅倾角范围为上述防火林带的所有的植被的冠幅与地面之间的夹角的范围，上述外侧植被高度为上述林区的植被的平均高度，上述火势蔓延方向为火势通过上述防火林带靠近上述林区的防火蔓延道路的方向，上述林区被划分为多个分区，上述分区之间通过上述防火蔓延道路和上述防火林带分隔，上述防火林带位于上述防火蔓延道路的两侧；计算单元根据上述冠幅倾角范围和上述外侧植被高度计算得到上述防火林带的宽度，上述防火林带的宽度为上述冠幅倾角范围的最小值对应的目标直角边的长度，上述目标直角边为直角三角形中，长度为上述外侧植被高度的直角边之外的另一个直角边；第一确定单元根据上述最大横向风量查最大火势蔓延幅度表确定目标最大火势蔓延幅度，上述最大火势蔓延幅度表为上述火势蔓延方向的风量与最大火势蔓延幅度的对照表；第二确定单元根据上述目标最大火势蔓延幅度确定上述防火蔓延道路的宽度，上述防火蔓延道路的宽度大于上述目标最大火势蔓延幅度。该装置通过林区划分为多个分区，计算确定分区之间防火林带的宽度和防火蔓延道路的宽度，以确保一个分区的火势蔓延无法越过防火蔓延道路波及道路对面分区，起到良好的火势蔓延控制作用，无需形成大面积的防火隔离带，解决了现有技术中林区防火技术难以控制大型火灾的火势蔓延的问题，防止大面积山区、林地火势蔓延而短时间内无法熄灭，起到烧毁局部片区，保护整片林区不被损害，方便巡检，巡查，方便林区日后的经济开发利用。结合日常公路交通枢纽，方便车辆流通，交通运输。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。