基于多准则开源GIS的野火风险制图方法：在意大利普利亚大区的应用与方法论

《Geomatics》：A Multi-Criteria Open-Source GIS Approach for Wildfire Risk Mapping: Methodology and Application in the Apulia Region (Southern Italy)

　　

野火对地中海生态系统和人口稠密地区构成日益严重的威胁。该研究提出了一种针对意大利普利亚大区（Apulia Region）的创新性静态野火风险评估方法。该框架通过空间组合与风险相关的两个子指数——危险度（hazard）和脆弱性（vulnerability）——生成火灾风险全局指数（Fire Risk Global Index, FRGi），符合欧洲共同体和联合国的指导方针。危险度通过五个子指数——植被（vegetational）、历史（historical）、气候（climatic）、形态（morphological）和人为（anthropogenic）——量化，并合并为一个长期危险指数（Long-Term Danger Index, LTDi）。脆弱性将生态、经济和野火-城市交界域（wildland-urban interface）组成部分整合为火灾脆弱性指数（Fire Vulnerability Index, FVi）。所有处理均在开源GIS环境（QGIS）中以20米空间分辨率进行，确保公共管理部门的完全可重复性。初步验证确认了模型的内一致性，表明风险等级与历史火灾发生之间存在统计显著关系。除了科学贡献外，该方法还作为区域尺度上的民事保护规划操作工具。

**论文解读文章**

**研究背景与问题**
野火对地中海生态系统和人口稠密地区构成日益严重的威胁。2023年欧盟联合研究中心报告显示，野火在欧洲、中东和北非地区造成超过50万公顷土地受损，意大利当年烧毁总面积达1073 km²。气候变化使火灾季节延长、极端火灾更频繁，而超过90%的欧盟火灾由人类活动引起。现有静态风险制图方法多依赖专有软件或复杂技术，导致公共管理部门难以复制和应用。为此，研究人员提出一种基于开源地理信息系统（GIS）的多准则分析方法，旨在实现可重复、操作性的区域尺度野火风险评估，并将成果纳入意大利普利亚大区2023–2025年森林火灾预测、预防和主动扑救区域计划。该研究发表在《Geomatics》。

**关键技术与方法**（不超过250字概括）
研究人员采用完全开源GIS环境（QGIS 3.34.11-Prizren），整合多源数据（包括普利亚大区提供的燃料图、火灾记录、气象站数据、数字高程模型（DEM）及OpenStreetMap基础设施数据），以20米空间分辨率进行处理。关键技术包括：加权线性组合（采用Saaty成对比较法分配权重）、核密度估计（KDE）用于历史火灾密度分析、普通克里金插值用于气候变量空间化、以及缓冲区分析用于定义野火-城市交界域（wildland-urban interface）。所有子指数通过栅格代数运算合并为综合风险指数，并标准化至0–1范围。

**研究结果**（保留原文小标题）

**3.1 危险度子指数（Hazard Subindices）**
研究人员计算了五个危险度子指数：植被危险度指数（VHi）、历史危险度指数（HHi）、气候危险度指数（CHi）、形态危险度指数（MHi）和人为危险度指数（AHi），每个指数均生成为标准化栅格图层（值接近1表示高危险）。这些子指数通过加权求和合并为长期危险指数（LTDi），统计显示LTDi与历史火灾发生存在相关性。

**3.2 脆弱性子指数（Vulnerability Subindices）**
研究人员计算了特定脆弱性指数（SVi），基于植被抗性和恢复力值评估生态系统吸收火灾扰动能力；火灾特征指数（FCi），由植被危险度、形态危险度和火灾影响面积指数（FAi）求和得出；资源价值指数（RVi），整合环境价值指数（EVi）、保护价值指数（PVi）、经济价值指数（ECVi）和道路脆弱性指数（VVi）。三者求和标准化后得到野火脆弱性指数（WVi）。另外，界面脆弱性指数（IVi）通过识别野火-城市交界域内暴露要素及其敏感值计算。WVi与IVi空间联合生成火灾脆弱性指数（FVi）。

**3.3 风险指数（Risk Indices）**
野火风险指数（WfRi）由LTDi与WVi相乘得到，界面火灾风险指数（IFRi）由LTDi与IVi相乘得到。两者空间联合生成火灾风险全局指数（FRGi），并根据标准化值划分为低、中、高、极高五类风险等级。研究显示，88%的区域属于低风险，极高风险仅占0.5%。初步验证中，2022–2024年烧毁面积与风险等级的交叉分析表明，高风险类别的烧毁面积占比显著高于其面积占比，显示模型的内一致性。

**讨论与结论**
讨论部分指出，该方法与西班牙、葡萄牙、希腊和法国等地的研究类似（均采用多准则分析），但创新在于将危险度和脆弱性整合为单一操作输出（FRGi），并引入专门的界面脆弱性（IVi）组件。所有处理均在开源QGIS中完成，确保公共部门可完全重复。验证显示风险等级分布符合环境风险指数典型模式，且高风险区域与烧毁面积存在显著关联。结论翻译如下：
该研究证明，一种集成且可重复的静态野火风险评估方法可在完全开源GIS环境中开发，无需依赖专有软件或高级技术专业知识。通过结合危险度和脆弱性，考虑植被、气候、形态、人为和生态因素的一系列结构化指数，实现了区域尺度上全面且空间详细的火灾风险表征。火灾风险全局指数（FRGi）被纳入普利亚大区区域野火计划，证实了科学方法可有效转化为民事保护规划工具。结果也强调了同时考虑危险度和脆弱性组件的必要性，因为单一维度不足以捕捉火灾动态及其对生态系统、基础设施和社区影响的复杂性。野火-城市交界域是需专门评估的关键区域。未来可通过集成动态风险组件、改进验证程序及适应地中海盆地其他区域来进一步优化该方法。随着气候变化延长火灾季节并增加极端火灾频率，稳健且可获取的风险评估工具将在支持预防、准备和土地管理策略中发挥日益核心的作用。