重庆市森林火险等级精细化预报研究.doc

重庆市自然科学基金计划项目立 项 申 请 书项目名称：重庆市森林火险等级精细化预报研究所属专项： 其它 申 请 者： 唐云辉 申报单位： 重庆市气象科学研究所 联系电话：申请日期： 2006年7月17日 重庆市科学技术委员会二五年四月制填 写 说 明1、凡申报重庆市自然科学基金计划的项目须填写此立项申请书。2、立项申请书由项目的主承担者填写，经项目主承担者工作单位审查同意后，一般项目一式三份、重点项目一式七份并附申报软盘一张报送重庆市科委。3、填写申请书前，请先查阅重庆市自然科学基金计划项目管理办法及有关规定，其中重点项目应围绕当年“项目指南”内容撰写。4、立项申请书所列内容都要据实填写，表达应明确、完整、严谨、扼要（外文名词要同时用中文表达）。5、项目组主要成员本人应在申请书上亲自签名以示同意合作。6、立项申请书一律要求用A4纸张打印，否则不予受理。7、所有申报材料恕不退还，请注意留底。一、基本信息项目名称重庆市森林火险等级精细化预报研究所属专项其它承担单位重庆市气象科学研究所组织部门重庆市气象局单位地址 渝北区新牌坊一路68号邮编401147单位性质21.高等院校 2.科研院所 3.企业 4.其它工商注册登记类型11.国有 2.集体 3.股份合作 4.联营企业 5.有限责任公司 6.股份有限公司7.私营企业 8.港澳台商投资企业 9.外资企业 10.其它企业单位法定代表姓名高阳华联系电话89116155手位传真89116157项目负责人姓名唐云辉联系电话89116157手-项目主要合作单位计划类别11.自然科学基金 2.院士专项 项目主要服务行业11.农业 2.制造业 3.电子信息 4.医药化工 5.交通、能源 6.建筑建材 7.冶金 8.轻工纺织 9.社会事业 10. 其它项目所属技术领域101.电子信息 2.生物医药 3.现代农业 4.环境保护 5.新材料 6.光机电 7.交通 8.能源资源 9.社会事业 10.其它项目研究所属主要学科一级学科代码及名称二级学科代码及名称三级学科代码及名称代码：170名称：地球科学代码：170.15名称：大气科学代码：170.1545名称：应用气象学起止时间2006.92007.8总投资6万元申请资助4万元主要研究内容(限100字)研究森林火险等级预报因子，确定火险等级分级，建立预报方程；建立各预报因子的细网格化方程；研究不同天气气候背景下，各气象要素在一天内连续变化的情况；建立森林火险等级预报服务系统。预期成果形式或达到的目标(限100字)可以实现对森林火险等级的细网格化预报，同时在时间分辨率上可以细化到小时级别，为林火防护决策提供更具体、更有针对性服务。完成1篇以上研究论文，并提供预报服务系统、课题工作报告、技术报告。注：此简表的选择项均为单选项。学科代码及名称按国家标准（可在市科委网站上查询）至少填至二级学科。二、项目组主要成员（含项目负责人）编号姓 名出生年月学历专业技术职称工作单位联系电话从事专业项目中的分工每年工作时间(月)签 字1唐云辉1972.12本科工程师重庆市气象科学研究用气象系统开发82高阳华1962.10研究生高工重庆市气象科学研究用气象系统设计83陈志军1973.1研究生工程师重庆市气象科学研究ISGIS建模84李永华1972.10研究生高工重庆市气象科学研究候短期预测65田永中1971.9博士副教授重庆市气象科学研究IS模型拟合76韩逢庆1968.10博士副教授重庆市气象科学研究算数学模型拟合77陈艳英1974.2研究生工程师重庆市气象科学研究用气候资料处理78梅 勇1979.5研究生重庆市气象科学研究态资料处理79杨雪梅1978.1研究生重庆市气象科学研究境工程资料处理7三、经费预算（单位:万元）经费来源预算经费支出预算科目预算数科目预算数其中市科技计划拨款部分1、市科技计划拨款41、小型仪器设备费112、国家部委拨款02、能源材料费213、行业主管部门拨款03、试验外协费004、区县科委拨款04、科研业务费215、单位自筹25、管理费006、其他资金06、其他费用11来源预算合计6支出预算合计64市科技计划预算拨款年度2006 年2007 年2008 年合计经费44注：1、市科技计划资助强度为：一般项目2-4万元，重点项目20-40万元。 2、一般项目不得提取管理费。四、申请书正文（一）立项依据与研究内容1、项目的立项依据（重点项目须附主要参考文献详细目录）全国气象部门于上世纪90年代后期开始普遍开展森林火险等级预报，对护林防火、减少经济损失起到了非常重要的作用。重庆市气象部门于2002年完成了“利用卡尔曼滤波方法预报三峡库区中期森林火险等级研究”，并投入业务运行。该项目主要把三峡库区的林区按分布和气候特点划分为四个区域，利用卡尔曼滤波方法得到各区域代表点的逐日地面最高温度后，即可统计出历史同期大于该预报值的气候概率，然后根据前面定义的森林火险标准确定各区域未来15天的逐日森林火险等级预报，再利用降水概率预报对对森林火险等级的作降水订正，最后根据各个区县不同的权重系数得到重庆市各区县未来几天的森林火险等级预报。项目研究的成果已经广泛应用于重庆市各级气象部门开展的森林火险等级预报日常业务工作中，取得了良好的社会和经济效益。但随着气象部门观测技术和手段的提高、观测站网的加密、观测项目的增加，以及社会各界对森林火险等级预报精细化需求的提高，迫切需要对现有森林火险等级预报服务系统进行升级改造。遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术的发展及其在地理学研究中越来越广泛和深入的应用，已经导致这一学科研究方法，特别是地理学研究中空间对象的观测与信息获取方法产生了根本性的变化，极大地提高了对地观测能力和丰富了观测内容，深化了人们对地理现象的认识。目前，我们已经开展了利用遥感监测手段对地表温度开展动态监测，利用GIS工具开展农业气候区划、农业气候资源评估、开发等，服务效果良好。在重庆市已经开展的森林火险等级预报中，由于限于当时的资料获取手段及计算能力的限制，考虑的森林火险因子偏少，预报的精度也基本停留在分县预报的基础上。在气象部部门，观测手段已经逐渐向以天基观测为主，地面观测为辅，常规的观测项目也大多被自动气象站代替，观测项目不断增加，观测密度也达到十分钟，甚至分钟级别。随着观测技术和计算能力的提高，气象部门可以开展更精细化的预报服务。具体到森林火险等级预报，可以实现空间分辨率和时间分辨率两方面预报精度的提高。在空间分辨率方面，基于基础地理信息资料我们可以实现重庆市大范围100米分辨率的火险等级预报，部分森林高覆盖地区甚至可以实现25米的空间分辨率；在时间分辨率方面，针对某天的森林火险等级，以前的预报服务往往只提供一个预报值，但各种气象要素在一天中的不同时刻变化是非常明显的，影响到森林火险等级也不一样，简单地用某个时刻的森林火险等级作为一天的预报结果往往不够准确，基于自动站观测资料及数字模拟技术，我们可以实现小时级别的森林火险等级预报结果。2、项目的研究内容、研究目标、以及拟解决的关键问题项目的研究内容：（1）研究森林火险等级预报因子，确定预报等级，建立预报方程；（2）建立各预报因子的细网格化方程，形成面状气象要素；（3）研究不同天气气候背景下，用数学模型模拟各气象要素在一天内连续变化的情况；（4）基于ArcGIS建立森林火险等级预报服务系统。本项目的研究目标：可以实现对森林火险等级的细网格化预报，同时在时间分辨率上可以细化到小时级别，为林火防护决策提供更具体、更有针对性服务。完成1篇以上研究论文，并提供预报服务系统、课题工作报告、技术报告。本项目要重点解决的关键问题：（1）挑选具有预报意义的预报因子，确立预报方程；（2）预报因子细网格化；（3）确定合适的数字拟合模型反映各预报因子在未来几天的连续变化情况;（4）基于Arc Engine开发服务系统。3、拟采取的研究方案及可行性分析本项目拟采取的研究方案：项目的主体预报服务系统拟采用作为开发语言，以SQLServer作为主要的数据库服务器，基于Arc Engine开发包进行开发，项目承担单位以前开展过类似的科研内容，许多技术和资料都可以借鉴，再结合新的观测资料和工具软件，采用边开发，边在业务工作中验证的方式来开展本项目的研究。本项目可行性分析：本项目课题组成员均具有较强的学习及自主创新能力，对本项目的相关内容有一些初步研究，为本项目的开展奠定了良好的基础，对本项目的各种技术关键、技术难点、工作量等都有详细的了解和相应解决方案，分工明确，具有可行性。4、本项目的特色与创新之处项目可以实现对森林火险等级的精细化预报，涉及到两个方面，一个是的细网格化预报，就是实现由点到面的预报，第二个就是时间上的精细化预报，可以在火险等级预报的时间分辨率上细化到小时甚至十分钟级别，为林火防护决策提供更具体、更有针对性服务。5、预期研究成果及项目的考核内容与指标（1、主要技术指标：包括形成的新技术、新工艺、新装置、新产品、专利、标准（技术标准、企业标准）、论文专著数量及其水平等；2、经济考核指标；3、项目实施中形成的实验室、研究室等；4、人才培养指标。）项目完成后，可以得到影响森林火险等级的预报因子，建立预报方程；建立各预报因子的细网格化方程；得到不同天气气候背景下，各气象要素在一天内连续变化的情况；基于ArcGIS建立森林火险等级预报服务系统。项目组将完成1篇以上具有一定水平的相关研究论文，并提供预报服务系统、课题工作报告、技术报告。6、年度研究计划及年度考核指标计划1年时间完成本项目，进度及年度考核指标如下：2006年09月2006年12月，收集资料，进行相关调查；2007年01月2007年05月，完成预报服务系统开发；2008年06月2007年08月，完成1篇相关的研究论文；编写课题总结报告，课题鉴定。（二）研究基础与工作条件1、工作基础重庆市气象科学研究所（重庆市城市气象工程技术研究中心）是重庆市从事气象及相关学科研究开发的专门机构，研究中心面向西部大开发、重庆直辖市和三峡库区生态环境建设、资源开发利用与可持续发展战略的需求，面向重庆市气象业务服务发展的需求，突出大城市、三峡库区和生态环境三大特色，确定了地质、环境气象，气象灾害及三峡库区气候生态环境及其影响，农业气候资源资源开发利用等主要研究方向，建有博士后科研工作站。近几年研究中心主持参与了国家科技部、重庆市的多项科研课题，取得重庆市科技进步二等奖一项，三等奖两项。研究所完成的或在研的与项目有关的课题包括“重庆市主城区滑坡预测预报系统”、“重庆市主城区积涝预报和方法研究”、“全国第三次农业气候区划细化”、“重庆市风能资源分布规律及其开发利用研究”等。申请者是是重庆市气象部门卫星遥感监测方面的技术权威，参加过多项国家、省部级科研课题，发表论文约20篇，积累了丰富的科研经验，完全有能力主持申请项目的工作。项目的多位成员作为主要研究人员曾参加了卫星遥感监测、GIS开发等方面的研究工作，为本项目的研究打下了基础。本课题组成员来自不同的研究领域，大都均具有较丰富的科研业务经验，申请中2位具有博士学位，5位具有硕士学位，5位具有高级职称，均是相关领域的学科带头人或科技骨干，有丰富的实际工作经验和较高的科研理论水平。2、工作条件申请者所在单位有较为完备的气象资料，卫星遥感、雷达拼图资料，以及基础地理信息资料。拥有ArcGIS、ERDAS IMAGINE等行业专用工具软件。综合研究人员的素质、资料积累和工作基础以及研究中心的良好工作、研究环境和计算的软硬件条件，开展本项目是可行的。3、申请人简历唐云辉，34岁，学士，工程师，现任重庆市气象局科研所气候变化及生态与农业气象研究室科长。主要从事农业气象灾害研究及卫星遥感生态环境监测方法研究，先后参加了10多项省部级科技攻关或科技合作项目，在西南农业大学学报、长江流域资源与环境、资源开发与市场、中国农业气象、重庆气象、贵州气象、山区开发等期刊上发表了19篇左右的学术文章，其中第一作者6篇，第二作者8篇。发表的主要科技论文有：1唐云辉等，重庆市高温分类与指标及其发生规律研究，西南农业大学学报， 2003，1：88912 唐云辉等，重庆夏季干旱时空分布特征研究，贵州气象，2002，2：8103 唐云辉等，重庆市三峡库区平均温度变化特征及趋势分析，山区开发，2001，12：21-234、承担或完成重庆市科委资助科研项目情况目前没有独立承担过重庆市科委资助科研项目。五、申请者承诺我保证上述填报内容的真实性。如果获得资助，我与本项目组成员将严格遵守重庆市自然科学基金计划项目管理办法的有关规定，切实保证研究工作时间，按计划认真开展研究工作，按时报送有关材料，按要求做好结题工作。 申请者（签字）： 2006 年 7 月17 日 六、申请者所在单位及合作单位的审查与保证1. 申请者所在单位学术委员会的审查