خلاصه

مدیریت آتش سوزی در مناطق حفاظت شده با موانع فزاینده ای روبرو است زیرا تغییرات آب و هوایی رژیم های اختلال را تغییر می دهد، منابع به سمت مبارزه با آتش سوزی هدایت می شود و افراد بیشتری در امتداد مرزهای پارک ها زندگی می کنند. مدیریت آتش سوزی تجویز شده مبتنی بر شواهد و بهبود ارتباطات با ذینفعان برای کاهش خطر آتش سوزی در عین حفظ اعتماد عمومی حیاتی است. تعداد زیادی پایگاه داده ملی آتش نشان می دهد که چه زمانی و در کجا آتش سوزی های طبیعی، تجویز شده و ناشی از انسان در زمین های عمومی در ایالات متحده رخ داده است. با این حال، این پایگاه‌های اطلاعاتی نامتجانس و غیراستاندارد هستند و تجسم الگوهای مکانی و زمانی آتش و درگیر کردن سهامداران در تصمیم‌گیری را دشوار می‌سازد. ما تجزیه و تحلیل تصمیم گیری تعاملی (“VISTAFiRe”) ایجاد کردیم که داده های تاریخ آتش سوزی را به تجسم های واضحی از ابعاد مکانی و زمانی آتش و مدیریت آن تبدیل می کند. ما کاربرد رویکرد خود را با استفاده از حفاظت‌گاه ملی سرو بزرگ و پارک ملی اورگلیدز به‌عنوان نمونه‌هایی از مناطق حفاظت‌شده با تغییر رژیم آتش‌سوزی بین سال‌های 1980 و 2017 نشان می‌دهیم. تجسم‌های منبع باز ما ممکن است برای هر داده‌ای از پایگاه ژئودیتابیس رویدادهای آتش‌سوزی وحشی خدمات پارک ملی اعمال شود. با انعطاف پذیری برای برقراری ارتباط با تغییرات در رژیم های آتش سوزی در طول زمان، مانند نوع اشتعال، مدت زمان و بزرگی، و تغییرات در وقوع فصلی. استفاده از این ابزار در Everglades و Big Cypress نشان داد که آتش سوزی های طبیعی زودتر در فصل آتش سوزی رخ می دهد. در حالی که آتش سوزی های ناشی از انسان و تجویز شده به ترتیب کمتر و بیشتر رایج می شوند. این راه‌های جدید ارتباط با ذینفعان به خدمات پارک ملی اجازه می‌دهد تا طرح‌های تحقیقاتی را برای آماده‌سازی برای تغییرات محیطی، هدایت تخصیص منابع و حمایت از تصمیم‌گیری به‌موقع و روشن طراحی کند.

کلید واژه ها:

تجزیه و تحلیل تصمیم گیری ؛ آتش سوزی جنگلی ؛ مدیریت آتش سوزی ؛ تجسم ; علم باز

1. معرفی

اثرات ترکیبی تغییرات آب و هوایی، توسعه توسعه انسانی و محدود بودجه عمومی پیامدهای قابل توجهی برای مدیریت آتش سوزی در زمین های عمومی و مناطق حفاظت شده دارد [ 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ]. مدیران زمین با تعداد بی‌شماری از نگرانی‌های متقابل مدیریت آتش‌سوزی مواجه هستند که به طور قابل‌توجهی در مکان و زمان متفاوت است. به عنوان مثال، آتش‌سوزی‌های جنگلی می‌توانند شدیدتر شوند و پنجره موجود برای برنامه‌های تصفیه سوخت می‌تواند محدودتر شود زیرا شرایط دما و رطوبت آینده خارج از هنجارهای تاریخی در نوسان است [ 1 ]. در برخی مناطق، افزایش سطح دریا، رژیم آتش سوزی طبیعی پارک ها را تهدید می کند [ 2در حالی که در برخی دیگر، تغییرات در فرکانس برخورد صاعقه [ 2 ] و رشد پوشش گیاهی [ 6 ] مدیران زمین را ملزم می کند تا استراتژی های مدیریتی را با این شرایط آب و هوایی در حال تغییر تطبیق دهند [ 3 ]. پارک‌ها و مناطق حفاظت‌شده نیز تحت تأثیر تغییرات رفتار انسانی، مانند افزایش گردشگری و توسعه مسکن در نزدیکی مرزهای پارک قرار می‌گیرند [ 3 ، 5 ، 6 ]. شهرنشینی، پراکندگی [ 4 ]، و توسعه مبتنی بر رفاه [ 7 ] مساحت رابط زمین وحشی-شهری (WUI) را در اطراف زمین های عمومی افزایش داده است [ 8 ]، که تأثیرات شدیدی بر برخی رژیم های آتش سوزی داشته است [ 9 ]]. علاوه بر این، WUI می تواند به ویژه برای محافظت از آتش سوزی دشوار و گران باشد [ 10 ].
به منظور کاهش خطر آتش‌سوزی‌های فاجعه‌بار [ 11 ، 12 ] و حفاظت از عملکرد اکولوژیکی [ 13 ، 14 ]، مدیران مناطق حفاظت‌شده به طور فزاینده‌ای نگهداری و تکمیل رژیم‌های آتش‌سوزی طبیعی با آتش‌سوزی‌های تجویز شده را در اولویت قرار داده‌اند [ 5 ، 11 ]. این تغییر در فلسفه به دور از استراتژی مدیریت آتش سوزی مبتنی بر سرکوب و به سمت برنامه‌های تصفیه سوخت، درک دقیق‌تر و ارتباط رژیم‌های آتش طبیعی را ضروری کرده است [ 11 ، 12 ]]. درک تغییرات تاریخی در رژیم‌های آتش‌سوزی در مناطق حفاظت‌شده می‌تواند به مدیران کمک کند تا بفهمند که چگونه عوامل محیطی و تأثیر انسانی الگوهای آتش‌سوزی را شکل داده‌اند و به توسعه شرایط مرجع کمک می‌کند، که در اطلاع‌رسانی تصمیم‌های مدیریت آینده بسیار مهم است [ 13 ]. هنگام در نظر گرفتن مدیریت آتش در محیط‌های پیچیده WUI، توانایی آژانس‌ها برای برقراری ارتباط با سیاست آتش‌سوزی و توصیف چگونگی تغییر شرایط آتش‌سوزی برای ایجاد اعتماد عمومی برای برنامه‌هایی که ممکن است بر جوامع WUI یا کاربران زمین عمومی تأثیر بگذارد، حیاتی است [ 9 ]. این چالش‌ها بیشتر تشدید می‌شوند، زیرا بودجه برای تصفیه سوخت در مناطق حفاظت‌شده ایالات متحده مطابق با نیازها نبوده است [ 10 ]]، و می تواند به دلیل آتش سوزی های نادر بزرگ و گران جنگلی که اغلب منابع را به خاموش کردن آتش سوزی های فعال و دور از درمان های سوخت پیشگیرانه منحرف می کند، غیرقابل پیش بینی باشد [ 11 ].
پایگاه‌های اطلاعاتی متعدد اما متفاوتی وجود دارد که حاوی اطلاعات مکانی و زمانی در مورد آتش‌سوزی‌های جنگلی گذشته در مناطق حفاظت‌شده است تا درک و ارتباط رژیم‌های آتش‌سوزی را تسهیل کند. این پایگاه‌های اطلاعاتی اغلب تنها از طریق پرسش‌های داده برای کسانی که دانش تخصصی پایگاه‌داده مربوطه دارند، قابل دسترسی هستند [ 14 ، 15 ]. مجموعه داده های تاریخچه آتش سوزی در ایالات متحده پیچیده و غیر استاندارد هستند [ 16 ]. اطلاعات مکانی، مانند نقاط اشتعال، ردپاهای آتش، مکان‌های زیرساخت و پوشش گیاهی، در پایگاه‌های اطلاعاتی مکانی مجزا [ 15 ] ثبت می‌شوند و اغلب با نقشه‌های ثابت یا مبتنی بر وب مورد کاوش قرار می‌گیرند [ 15 ، 17 ]]. به عنوان مثال، تاریخچه آتش سوزی طولانی مدت در پارک های ملی ایالات متحده معمولاً با نقشه های ایستا از محیط های بزرگ آتش [ 18 ، 19 ] یا در پایگاه های داده بزرگی که نیاز به تجربه با سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) دارند، ارتباط برقرار می کند [ 20 ]. نقشه‌های وب تعاملی سرویس پارک ملی (NPS) از تاریخ طولانی‌مدت دارای لایه‌های متعددی از داده‌های چند ضلعی است که تنوع و روندهای بین سالانه را پنهان می‌کند [ 21 ]. برعکس، ابزارهای وب تعاملی بسیار دقیق مانند InciWeb به کاربران کمک می کند تا آتش سوزی های فعلی را کشف کنند [ 22] اما دیدگاه های تاریخی ارائه نمی دهند. درک دینامیک پیچیده رژیم آتش سوزی و برقراری ارتباط آنها با مردم به توانایی تجزیه و تحلیل و تجسم داده های تاریخی آتش سوزی مکانی و غیرمکانی، مانند محیط حریق، نوع آتش، نوع واکنش، زیرساخت درگیر، و علت آتش سوزی نیاز دارد [ 23 ، 24 ] . در حالی که نقشه‌ها می‌توانند ویژگی‌های فضایی آتش‌سوزی‌های فردی را روشن کنند، الگوها برای تعیین کمیت و تجسم پیچیده‌تر می‌شوند، زیرا آتش‌های بیشتری که در طول زمان همپوشانی دارند، اضافه می‌شوند [ 14 ، 18 ، 19 ]. با این حال، این الگوهای اغلب پنهان هستند که برای درک پویایی رژیم آتش در درازمدت حیاتی هستند [ 25 ]]. این مشکل با ماهیت نامتجانس و ناقص پایگاه‌های اطلاعاتی تاریخ آتش‌سوزی تشدید می‌شود. هیچ مخزن واحدی شامل سوابق کامل و دقیق از تاریخچه آتش سوزی نیست [ 16 ]. برای به دست آوردن بینش در مورد الگوهای آتش سوزی، تجسم اطلاعات در مورد زمان، چگونگی و مکان وقوع آتش سوزی به طور همزمان و تعاملی مهم است [ 16 ، 17 ] به گونه ای که کاربران با پیشینه های غیرعلمی و مردم را درگیر کند [ 26 ].
مدیران آتش نشانی برای کمک به تصمیم گیری و انتقال روند آتش سوزی در مواجهه با چالش های مرکب مانند تغییرات زمین و آب و هوا، نیاز به تجسم روشن از وقوع آتش سوزی در فضا و زمان دارند. در اینجا، ما تفسیر بصری ترتیب مکانی زمانی رژیم‌های آتش‌سوزی (VISTAFiRe) را معرفی می‌کنیم، یک ابزار تحلیلی منبع باز برای کمک به ذینفعان برای تجسم واضح و سریع ابعاد مکانی و زمانی تاریخچه رژیم آتش‌سوزی در پارک‌ها و مناطق حفاظت‌شده. هدف ما ترکیب تکنیک های تجسم ساده و در عین حال موثر در یک ابزار مبتنی بر وب کاربر پسند بود که می تواند برای ارتباط بین مدیران آتش نشانی و ذینفعان مناطق حفاظت شده استفاده شود. ما تجسم‌هایی از تغییر رژیم‌های آتش‌سوزی در حفاظت‌گاه ملی سرو بزرگ و پارک ملی اورگلیدز را از سال‌های 1980 تا 2017 نشان دادیم. مجموعه داده های فضایی غنی این پارک ها، سابقه طولانی مدیریت آتش سوزی تجویز شده، آتش سوزی های مکرر با شدت کم، حساسیت اکولوژیکی و نزدیکی به مراکز متراکم جمعیت، آنها را برای بررسی الگوهای پیچیده رژیم آتش ایده آل می کند. آتش‌سوزی‌های Everglades و Big Cypress را بر اساس منبع اشتعال (ناشی از انسان، طبیعی و تجویز شده)، تاریخ و اندازه تجسم کردیم، و همچنین ردپای آنها را بر روی یک نقشه تعاملی ترسیم کردیم. که همگی با اعمال انتخاب، فیلتر کردن و برس زدن مرتبط هستند. ما از ابزارهای منبع باز استفاده کردیم تا بتوان تجسم را با سایر مجموعه داده های موجود بازسازی کرد. این رویکرد یک روش تجسم جدید، تکرارپذیر و تعاملی را برای تاریخچه آتش نشان می دهد که بینشی را در مورد الگوهای پیچیده آتش در فضا و زمان ایجاد می کند. و نزدیکی به مراکز متراکم جمعیت، آنها را برای بررسی الگوهای پیچیده رژیم آتش سوزی ایده آل می کند. آتش‌سوزی‌های Everglades و Big Cypress را بر اساس منبع اشتعال (ناشی از انسان، طبیعی و تجویز شده)، تاریخ و اندازه تجسم کردیم، و همچنین ردپای آنها را بر روی یک نقشه تعاملی ترسیم کردیم. که همگی با اعمال انتخاب، فیلتر کردن و برس زدن مرتبط هستند. ما از ابزارهای منبع باز استفاده کردیم تا بتوان تجسم را با سایر مجموعه داده های موجود بازسازی کرد. این رویکرد یک روش تجسم جدید، تکرارپذیر و تعاملی را برای تاریخچه آتش نشان می دهد که بینشی را در مورد الگوهای پیچیده آتش در فضا و زمان ایجاد می کند. و نزدیکی به مراکز متراکم جمعیت، آنها را برای بررسی الگوهای پیچیده رژیم آتش سوزی ایده آل می کند. آتش‌سوزی‌های Everglades و Big Cypress را بر اساس منبع اشتعال (ناشی از انسان، طبیعی و تجویز شده)، تاریخ و اندازه تجسم کردیم، و همچنین ردپای آنها را بر روی یک نقشه تعاملی ترسیم کردیم. که همگی با اعمال انتخاب، فیلتر کردن و برس زدن مرتبط هستند. ما از ابزارهای منبع باز استفاده کردیم تا بتوان تجسم را با سایر مجموعه داده های موجود بازسازی کرد. این رویکرد یک روش تجسم جدید، تکرارپذیر و تعاملی را برای تاریخچه آتش نشان می دهد که بینشی را در مورد الگوهای پیچیده آتش در فضا و زمان ایجاد می کند. و همچنین رد پای خود را بر روی یک نقشه تعاملی ترسیم کردند. که همگی با اعمال انتخاب، فیلتر کردن و برس زدن مرتبط هستند. ما از ابزارهای منبع باز استفاده کردیم تا بتوان تجسم را با سایر مجموعه داده های موجود بازسازی کرد. این رویکرد یک روش تجسم جدید، تکرارپذیر و تعاملی را برای تاریخچه آتش نشان می دهد که بینشی را در مورد الگوهای پیچیده آتش در فضا و زمان ایجاد می کند. و همچنین رد پای خود را بر روی یک نقشه تعاملی ترسیم کردند. که همگی با اعمال انتخاب، فیلتر کردن و برس زدن مرتبط هستند. ما از ابزارهای منبع باز استفاده کردیم تا بتوان تجسم را با سایر مجموعه داده های موجود بازسازی کرد. این رویکرد یک روش تجسم جدید، تکرارپذیر و تعاملی را برای تاریخچه آتش نشان می دهد که بینشی را در مورد الگوهای پیچیده آتش در فضا و زمان ایجاد می کند.

2. توسعه ابزار تجسم

ما از ترکیبی از ابزارهای منبع باز برای ایجاد تجسم تاریخچه آتش سوزی تعاملی بر اساس داده های جدولی استفاده کردیم ( شکل 1 ).
داده های وقوع آتش سوزی به طور معمول توسط سازمان های مسئول مدیریت آتش سوزی در پایگاه های اطلاعاتی ملی ثبت می شود. فیلدهای داده اغلب شامل تاریخ وقوع، اندازه آتش سوزی، مدت زمان، محل اشتعال، ردپای آتش سوزی، اطلاعات در مورد علت آتش سوزی، انواع تلاش برای مهار آتش، و هزینه کنترل آتش است.
در ایالات متحده، اطلاعات مربوط به آتش سوزی در زمین های عمومی بسته به محل آتش سوزی و واکنش در یکی از چندین پایگاه داده ذخیره می شود. آتش‌سوزی‌ها در پارک‌های ملی و اداره زمین‌های مدیریت زمین در پایگاه اطلاعات مدیریت آتش‌سوزی وحشی (WFMI) گزارش می‌شوند، در حالی که سرویس ماهی و حیات وحش از سیستم اطلاعات مدیریت آتش (FMIS) استفاده می‌کند [ 15 ]. سرویس جنگلی ایالات متحده از ترکیبی از پایگاه‌های اطلاعاتی سازمانی و بین سازمانی برای مدیریت داده‌های تاریخچه آتش‌سوزی، ردیابی آتش‌سوزی‌های جاری و هماهنگی پاسخ به آتش استفاده می‌کند [ 15 ]]. ردپای آتش اغلب در پایگاه های جغرافیایی محلی، عمدتا مستقل از پایگاه های داده جدولی ملی نگهداری می شود. با توجه به انبوه پایگاه های داده و شیوه های گزارش دهی متنوع، پاکسازی، قالب بندی و استانداردسازی داده ها در تهیه داده ها برای ابزار تجسم ضروری بود. پاکسازی داده ها شامل طبقه بندی مجدد آتش سوزی ها به چهار منبع/علت اشتعال است: آتش سوزی ناشی از انسان، آتش سوزی طبیعی، آتش تجویز شده، و آتش سوزی با کمک متقابل ( شکل 1).آ). آتش‌سوزی‌های کمک‌های متقابل آتش‌سوزی‌هایی هستند که در خارج از محدوده پارک رخ می‌دهند، اما خدمه آتش‌نشانی NPS از آن پشتیبانی می‌کنند. در مواردی که مقادیر گم شده یا به وضوح اشتباه وجود داشت، ابتدا با مدیران پایگاه داده برای شفاف سازی و اطلاعات اضافی تماس گرفتیم و/یا برای سایر سوابق آن آتش سوزی جستجو کردیم. اگر هیچ یک از این روش ها موفقیت آمیز نبود، آن ورودی ها را حذف کردیم. ما اعداد و تاریخ ها را برای برآوردن نیازهای برنامه نویسی قالب بندی کردیم.
ما از نرم افزار آماری R [ 27 ] و کتابخانه Ggplot2 [ 28 ] برای ایجاد نمودار تاریخچه آتش سوزی استفاده کردیم که اساس تجسم تعاملی [ 29 ] را تشکیل می دهد ( شکل 1 ب). نمودار آتش سوزی ها را در طول زمان بر اساس اندازه و علت ترسیم می کند. ماه و روز آتش در محور x و سال آتش در محور y است. اندازه نقطه نسبت به اندازه آتش [ 29 ] است و رنگ منبع اشتعال را نشان می دهد. این قالب تنوع بین سالانه و فصلی و همچنین تغییرات این الگوها را در طول زمان نشان می دهد. ما دو نمودار پشتیبان ایجاد کردیم که داده‌های فرکانس آتش و اندازه آتش را به صورت هفته خلاصه می‌کند تا میانگین فعالیت آتش‌سوزی را در طول دوره مطالعه نشان دهد.
ما از کتابخانه Plot.ly R [ 30 ] استفاده کردیم تا نمودار تاریخچه آتش را به اقدامات کاربر، مانند شناور کردن، کلیک کردن، و کشیدن پاسخ دهد. Plot.ly از کتابخانه Plotly جاوا اسکریپت استفاده می کند و با ایجاد یک ویجت HTML تعامل را فعال می کند. چندین ویجت را می توان به یکدیگر پیوند داد تا چندین بعد داده را به طور همزمان برجسته کنند ( شکل 1ج). برای جدا کردن الگوها و اجازه دادن به پرس و جوهای متمرکز، از plot.ly برای فعال کردن فیلتر کردن بر اساس علت آتش سوزی و همچنین ارائه اطلاعات دقیق در مورد هر آتش سوزی استفاده کردیم. هنگامی که کاربر روی یک نقطه آتش روی نمودار کلیک می کند، آتش سوزی های دیگر با همان علت برجسته می شوند در حالی که بقیه محو می شوند. این عمل در هر سه نمودار فعال می شود: نمودار تاریخچه اصلی آتش سوزی و دو نمودار خلاصه تکمیلی. این عمل را می توان با دوبار کلیک کردن در هر نقطه از نمودار لغو کرد. هر یک از چهار منبع احتراق را می توان با کلیک بر روی آن منبع در افسانه کاملاً پنهان کرد. کاربران می توانند ماوس را روی هر آتشی قرار دهند تا یک پنجره بازشو با اطلاعات دقیق مانند مدت زمان آتش سوزی، تاریخ و نام آتش نشانی تولید کنند. ویجت های HTML Plot.ly همچنین بزرگنمایی، پاننگ و صادرات به فرمت های تصویر ثابت را امکان پذیر می کند.
ما نمودار تاریخچه آتش سوزی را به یک نقشه تعاملی وقوع آتش سوزی مرتبط کردیم تا به کاربران اجازه دهیم ابعاد زمانی و مکانی داده ها را به طور همزمان بررسی کنند ( شکل 1 د). با استفاده از بروشور بسته R [ 31 ]، که از کتابخانه جاوا اسکریپت به همین نام استفاده می کند، محیط هر آتش را روی یک نقشه وب تعاملی نمایش دادیم. ما چند ضلعی های ردپای آتش را 99٪ ساده کردیم تا زمان پاسخ را بهینه کنیم. ما نقشه محیطی حریق را به نمودار تاریخچه آتش سوزی که در بالا توضیح داده شد وصل کردیم با استفاده از تکنیک مسواک زدن و پیوند دادن ( شکل 1 د) [ 12 , 32 , 33 , 34 , 35]. داده‌های نمودار و نقشه به‌گونه‌ای پیوند داده شده‌اند که وقتی کاربر ماوس خود را برای انتخاب ناحیه خاصی از داده‌های جدولی می‌کشد، محیط آتش انتخابی روی نقشه برجسته می‌شود. کاربر می تواند تا چهار رنگ مختلف را برای مقایسه پرس و جوها برجسته کند. ما داشبورد را با استفاده از CSS و HTML شکل دادیم ( شکل 1 e). ما از Knitr برای ایجاد یک صفحه وب HTML که در دسترس است، همراه با کدی که آن را ایجاد کرده است، از طریق GitHub استفاده کردیم: go.ncsu.edu/vistafire.

3. استفاده از ابزار تجسم و نتایج

ما تجسم را در حفاظتگاه ملی سرو بزرگ فلوریدا جنوبی و پارک ملی اورگلیدز به صورت آزمایشی اجرا کردیم ( شکل 2 ). Everglades و Big Cypress رژیم های آتش پیچیده ای دارند که با آتش سوزی های مکرر با شدت کم در چمنزارهای علف اره و آتش سوزی های نادر شدیدتر در جنگل های کاج و بانوج درختان مشخص می شود [ 36 ] ( شکل 2 ).
آتش یک فرآیند حیاتی در این اکوسیستم ها است، اما نزدیکی به زمین های قبیله ای، مناطق شهری و سایر مناطق حفاظت شده مدیریت دقیق آتش را برای حفظ عملکرد اکولوژیکی و همچنین حفاظت از ایمنی انسان و گردشگری مبتنی بر طبیعت تضمین می کند [ 13 ]. مقامات خدمات پارک ملی به شدت منطقه را با برنامه تصفیه سوخت مدیریت می کنند که به طور متوسط ​​49000 هکتار در سال آتش سوزی های تجویز شده را بین سال های 1980 تا 2017 سوزانده است. از آنجایی که بودجه دولت برای تصفیه سوخت محدود است، برنامه ریزی استراتژیک مبتنی بر شواهد و نمایش معنی دار داده ها به ذینفعان برای تامین و تخصیص منابع مالی و انسانی مهم است.
ما از داده‌های بارگیری‌شده از پایگاه ژئودیتابیس رویدادهای آتش‌سوزی وحشی خدمات پارک ملی استفاده کردیم که حاوی همه آتش‌سوزی‌های سال‌های 1980 تا 2017 بود. دوره مطالعه میزان داده‌های محیطی آتش‌سوزی قابل اعتماد را برای هر دو پارک منعکس می‌کند. این داده‌ها شامل ویژگی‌هایی مانند سطح زیر کشت آتش، اندازه، دسته علت (انسانی یا طبیعی)، کدهای علت خاص، آژانس پاسخ‌دهنده، منبع (مانند نقشه‌برداری سیستم‌های هوایی بدون سرنشین (UAS) یا GPS دستی) و ردپای فضایی آتش‌سوزی بودند. آتش (مقصد WGS84). تجسم حاصل ( شکل 3 و شکل 4 ) بینشی در مورد روندها و الگوهای تغییر آتش سوزی و آتش سوزی های تجویز شده در 45 سال گذشته به دست می دهد.
در در نظر گرفتن آتش سوزی های طبیعی در نمودار تاریخچه اصلی آتش سوزی، آشکار است که فصل آتش سوزی طبیعی زودتر در فصل زمستان تغییر می کند ( شکل 5 الف). در دهه 1980، اولین آتش سوزی سال در ماه آوریل یا مه رخ داد. از سال 2005، اولین آتش‌سوزی‌های جنگلی در ماه مارس و حتی در اوایل 9 فوریه 2008 رخ داده است. کاوش آتش‌سوزی‌های ناشی از انسان ( شکل 5 ب) کاهش مشخصی را در اشتعال‌ها از سال 2000 نشان می‌دهد، به ویژه در ماه‌های زمستان.
کنار هم قرار دادن الگوهای سالانه آتش سوزی های طبیعی و انسانی نشان می دهد که فصول آتش سوزی آنها برعکس یکدیگر به اوج می رسد ( شکل 6 ). اوج آتش سوزی های ناشی از انسان در زمستان است، در حالی که وقوع آتش سوزی های طبیعی در تابستان بیشتر است.
جداسازی فعالیت آتش سوزی تجویز شده در تجسم اصلی، افزایش در تعداد و سطح زیربنای آتش سوزی های تجویز شده را در طول دوره مطالعه نشان می دهد ( شکل 7 ). با این حال، این آتش سوزی ها از نظر اندازه و توزیع در سراسر سال تقویمی بسیار سازگارتر از آتش سوزی های جنگلی هستند ( شکل 5 A).
به عنوان یک مثال گویا از تعامل بین تجسم که اندازه آتش سوزی و فصلی بودن را با نقشه محیط سوختگی نشان می دهد ( شکل 4 )، ما ردپای فضایی آتش سوزی هایی را که در سال های 2010-2018 رخ داده است، بررسی کردیم. آتش‌سوزی‌هایی را که در نیمه اول فصل (ژانویه تا ژوئن 2010–2018) رخ داده است را به‌صورت یک رنگ و آتش‌سوزی‌هایی که در نیمه دوم سال (ژوئیه تا دسامبر 2010–2018) روی داده‌اند را به رنگ دوم انتخاب و نمایش می‌دهیم. ( شکل 8 ). یکی از روندهایی که می توان از طریق این تقسیم بندی داده ها مشاهده کرد این است که در نیمه اول سال آتش سوزی های بیشتری در منطقه حفاظت شده ملی سرو بزرگ و نزدیک جاده ها رخ داد، در حالی که در نیمه دوم سال آتش سوزی های جنگلی بیشتری در مناطق پشتی اورگلیدز رخ داد. امسال.

4. بحث

در این مطالعه، ما انگیزه، طراحی و اجرای یک تجسم تاریخچه آتش سوزی را توضیح دادیم که زمان، مکان و چگونگی وقوع آتش سوزی در یک منظره را نشان می دهد. ابزاری که ما ایجاد کردیم شکاف بین ابزارهای مدیریت حادثه تعاملی بسیار دقیق [ 22 ] و نقشه ها و آمارهای تاریخچه آتش سوزی طولانی مدت را پر می کند که تغییرات و روندهای بین سالانه را مبهم می کند [ 18 , 19 , 21 , 36]. ما تجسم را در حفاظت‌گاه ملی سرو بزرگ و پارک‌های ملی اورگلیدز به صورت آزمایشی انجام دادیم، که توانایی این ابزار را در ارائه یک رابط قابل کشتیرانی بین اجزای زمانی و مکانی تاریخ آتش در منطقه‌ای با رژیم آتش‌سوزی پویا، نزدیکی به مراکز جمعیتی، گردشگری قابل توجه، نشان دادیم. و درمان های مکرر سوخت.
اجرای این تجسم در پارک های ملی فلوریدا جنوبی، کاربرد آن را در کاوش و برقراری ارتباط الگوهای مکانی و زمانی تاریخ آتش نشان می دهد. مدیران آتش نشانی محلی تأیید می کنند که الگوهای نمایش داده شده در تجسم با آنچه که روی زمین می بینند هماهنگ هستند. با این حال، این الگوها به وضوح در سیستم های مدیریت پایگاه داده و ابزارهای تجسمی که در حال حاضر برای برقراری ارتباط با تاریخ آتش سوزی در زمین های عمومی استفاده می شوند، قابل تشخیص نیستند [ 18 ].]. به عنوان مثال، مدیران آتش‌نشانی در Everglades و Big Cypress گزارش کرده‌اند که به دلیل تغییرات اقلیمی و استراتژی‌های مدیریت، آتش‌سوزی‌های طبیعی را هر ساله زودتر و زودتر رخ می‌دهند. با این حال، ارتباط این الگوها با ذینفعان با استفاده از داده‌های موجود، مستلزم مقایسه صدها تاریخ از طریق مرتب‌سازی و فیلتر کردن داده‌های جدولی، یا مقایسه بصری محیط‌های آتش لایه‌ای است. با استفاده از VISTAFiRe، این الگو با یک کلیک آشکار می شود ( شکل 5 ). این نوع تعامل به کاربران اجازه می دهد تا به طور کارآمدتر و موثرتر مجموعه داده های پیچیده ای را که شامل نمایش های جدولی و فضایی هستند، کاوش کنند [ 35 ]]، که به مدیران آتش نشانی کمک می کند تا این الگوها را به شیوه ای جذاب و ملموس به کسانی که در زمینه مدیریت آتش سوزی یا GIS کار نمی کنند، منتقل کنند. برای مثال، مالک مزرعه‌ای که در شرق اورگلیدز زندگی می‌کند، ممکن است به این موضوع علاقه داشته باشد که آتش‌سوزی‌های ناشی از انسان در چه زمانی و در کجا در نزدیکی مرزهای پارک رخ داده است. آنها می توانند از این برنامه برای درک الگوهای گذشته استفاده کنند، که می تواند به آنها کمک کند تا برای آتش سوزی هایی که ممکن است زمین آنها را تحت تأثیر قرار دهد آماده شوند و از آن جلوگیری کنند. سیستم‌های دانش علمی و متخصص مرتبط با مدیریت آتش‌سوزی با تأکید بیشتر بر اشتراک‌گذاری اطلاعات و دستیابی به مخاطبان گسترده‌تر در حال رشد هستند [ 37 ].
تجسم تاریخ آتش در یک زمینه تعاملی می تواند به عنوان یک کاتالیزور برای تحقیقات بیشتر عمل کند. مدیران آتش نشانی و دانشمندان تحقیقاتی می توانند روندهای تشخیص داده شده از تجسم را با جزئیات بیشتر با ابزارهای تحقیقاتی دیگر، مانند بررسی های میدانی، تصاویر سنجش از دور، و تجزیه و تحلیل کمی بررسی کنند. علاوه بر این، تجسم‌های واضح در حمایت از ارتباطات در میان رشته‌های علمی مفید هستند، که برای پیشبرد تحقیقات بوم‌شناسی چشم‌انداز به جلو ضروری است. برای مثال، مدیران می‌توانند بررسی‌های میدانی را هدف قرار دهند که در آن فواصل بازگشت آتش خارج از انتظارات عادی است، مانند آتش‌سوزی Cowbell (2017) و آتش شکوفه‌های پرتقال (2014)، دو آتش‌سوزی طبیعی که یک منطقه را در عرض سه مورد سوختند. سال ( شکل 9). علاوه بر این، درک الگوهای آتش سوزی گذشته و استقرار درمان های سوخت می تواند به مدیران در تصمیم گیری ها، مانند زمان و مکان آتش سوزی های تجویز شده کمک کند. با VISTAFiRe، مدیران می توانند مناطقی را که اخیراً سوزانده نشده اند مشخص کنند. این نوع پشتیبانی تصمیم به طور فزاینده ای مهم است زیرا تغییر فصل آتش سوزی طبیعی ممکن است پنجره سوختگی کوچکتری را تضمین کند، اثری که ممکن است با تغییرات آب و هوایی اغراق آمیز شود [ 1 ].
علاوه بر این، بررسی داده ها در هر دو زمینه مکانی و زمانی به مدیران اجازه می دهد تا حفره ها و خطاها را در مجموعه داده ببینند. همانطور که تصویرسازی را ایجاد کردیم، با موارد متعددی مواجه شدیم که مختصات آتش نادرست بود، یک آتش سوزی قابل توجه به اشتباه طبقه بندی شد، یا جایی که ویژگی های داده وجود نداشت، خطاهایی که قبلاً در داده های جدولی آشکار نبودند. ما با مقامات NPS کار کردیم تا داده ها را با اشکال دیگر سوابق آتش مقایسه کنیم و به طور مکرر دقت مجموعه داده های متعدد را بهبود بخشیم. این نشان می‌دهد که چگونه فرآیند تجسم داده‌های مکانی-زمانی باعث ایجاد تعامل و تفاهم در میان سهامداران می‌شود که باعث بهبود ارتباطات می‌شود.
تجسم با استفاده از ابزارهای کاملاً متن باز ایجاد شد. کد منبع برای استفاده عمومی رایگان در GitHub در https://github.com/ncsu-landchangelab/vistafire در دسترس است. در حال حاضر، کد برای استفاده با داده های مورد استفاده در تجزیه و تحلیل آزمایشی ما طراحی شده است. با این حال، با تمیز کردن و آماده‌سازی داده‌ها، همانطور که در کد VISTAFiRe توضیح داده شده است، می‌توان آن را بر روی داده‌های هر پایگاه داده جدولی و مکانی اطلاعات آتش توسط کاربر با دانش پایه R پیاده‌سازی کرد. در دسترس بودن منبع باز کد منبع اجازه می‌دهد. برای سفارشی سازی ابزار برای برنامه های مختلف. ذینفعان یا اعضای عمومی علاقه مند می توانند از کد موجود برای بازآفرینی کل صفحه وب یا استخراج نمودارها یا نقشه های خاص برای استفاده های هدفمند، تغییر ظاهر و احساس ابزار یا افزودن عملکردی که مناسب برنامه های کاربردی خاص است استفاده کنند.
تجسم می‌تواند با بهبود عملکرد فیلتر و انتخاب تکامل یابد. اجازه دادن به کاربران برای فیلتر کردن بر اساس سال یا اندازه آتش ممکن است برای کاوش الگوهای موجود در نمودار اصلی تاریخچه آتش سوزی مفید باشد. با این حال، ممکن است بر زمان پاسخگویی صفحه تأثیر منفی بگذارد. گسترش این ابزار می‌تواند کل پایگاه‌داده ردپای آتش‌سوزی تاریخچه آتش‌سوزی پارک ملی را به نمایش بگذارد و به کاربران امکان دهد روندها را در بین پارک‌های ملی مختلف کشف کنند. علاوه بر این، این ابزار به مناطق حفاظت شده در ایالات متحده محدود نمی شود. مفهوم اصلی و کد موجود قابل تعمیم به داده های رژیم اختلال برای هر چشم انداز است. در حالی که ابزار در حال حاضر توسط اندازه داده های ورودی تا حدودی محدود شده است زیرا تمام داده ها در مرورگر بارگیری می شوند که صفحه اولیه می شود [ 35]، گسترش ابزار با ساده‌سازی مجموعه داده‌ها (مثلاً نمایش فقط حریق‌هایی با اندازه معین یا منبع احتراق) یا رندر وابسته به مقیاس امکان‌پذیر است.
VISTAFiRe راه جدیدی را برای سرویس پارک ملی برای برقراری ارتباط با ذینفعان با تخصص اندک GIS به عنوان جایگزینی برای نقشه های ثابت یا دیجیتال فراهم می کند. NPS از زمان استقرار خود از این ابزار برای برجسته کردن روندهای تاریخ آتش سوزی استفاده کرده است، مانند زمان وقوع آتش سوزی های طبیعی، مکان آتش سوزی های جنگلی ناشی از انسان، و نحوه تغییر روندها بر اساس واحد مدیریت آتش سوزی. آنها از تجسم های VISTAFiRe در ارتباطات با دفاتر ملی برای حمایت از افزایش بودجه و منابع برای مدیریت آتش سوزی استفاده کرده اند. این دسترسی به تجسم های قابل تنظیم به دلیل تغییر سطح آب، تغییرات آب و هوا و توسعه انسانی الگوهای آتش سوزی به طور فزاینده ای مهم است. VISTAFiRe می تواند با هدف قرار دادن مناطقی برای سوزاندن تجویز شده یا شناسایی بصری انحرافات در فواصل بازگشت آتش، به NPS در ابداع استراتژی های کلی مدیریت آتش در پاسخ به این شرایط متغیر کمک کند. علاوه بر این، VISTAFiRe می تواند به هدایت برنامه های تحقیقاتی آینده، مانند مطالعات هدفمند پوشش گیاهی یا بررسی های هوایی کمک کند، که می تواند به مدیران آتش نشانی کمک کند تا انعطاف پذیری پارک را در برابر عدم قطعیت های آینده به حداکثر برسانند.
سوالاتی مانند چند هکتار سوخته و چه زمانی را می توان با جستجو در پایگاه داده یا جمع کردن اعداد در یک صفحه گسترده پاسخ داد. با این حال، هدف یک ابزار تجسم، ارائه چیزی بیش از پاسخ به پرس و جوهای داده محور ساده است [ 38 ]. ارزش VISTAFiRe در توانایی آن برای انعکاس یک تصویر بزرگ از تاریخ آتش است که بیشتر از مجموع آتش سوزی های فردی و ویژگی های آنها است. ایجاد بینش در مورد تصویر پویا جامع رژیم های آتش سوزی محلی می تواند تصمیمات مدیریتی و ارتباطات عمومی مربوط به عملکرد اکولوژیکی و ایمنی انسان را راهنمایی کند.

منابع

  1. میچل، RJ; لیو، ی. O’Brien، JJ; الیوت، کی جی. استار، جی. مینیات، سی. Hiers، JK آینده آب و هوا و تعاملات آتش در منطقه جنوب شرقی ایالات متحده. برای. Ecol. مدیریت 2014 ، 327 ، 316-326. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  2. بکیج، بی. پلات، WJ; اسلوکام، ام جی; پانکو، ب. تأثیر نوسان جنوبی ال نینو بر رژیم های آتش در اورگلیدز فلوریدا. اکولوژی 2003 ، 84 ، 3124-3130. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  3. پترسون، دی.ال. هالوفسکی، جی. جانسون، MC مدیریت و انطباق با تغییر رژیم های آتش سوزی در آب و هوای گرمتر. در اکولوژی تهاجمات بیولوژیکی آمریکای شمالی و هاوایی ؛ Springer Science and Business Media LLC: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 2010; صص 249-267. [ Google Scholar ]
  4. موریتز، MA; باتلوری، ای. برادستاک، آر. گیل، AM; هندمر، جی. هسبورگ، پی اف. لئونارد، جی. مک کافری، اس. اودیون، دی سی؛ شوناگل، تی. و همکاران یادگیری همزیستی با آتش سوزی طبیعت 2014 ، 515 ، 58-66. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
  5. Steelman، TA; بورک، سی. آیا سیاست آتش سوزی در ایالات متحده پایدار است؟ الکترون SSRN. J. 2007 ، 105 ، 67-72. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  6. کیلی، جی. Syphard، A. تغییر آب و هوا و رژیم های آتش سوزی آینده: نمونه هایی از کالیفرنیا. Geoscience 2016 , 6 , 37. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ Green Version ]
  7. گیمی، یو. اشمیت، اس ال. هاوبکر، تی جی؛ آلکانترا، سی. گافورت، یو. Radeloff، VC توسعه فزاینده در اطراف دارایی های خدمات پارک ملی ایالات متحده، کارایی پارک را به خطر می اندازد. جی. محیط زیست. مدیریت 2011 ، 92 ، 229-239. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
  8. ووکومانوویچ، جی. سینگ، KK; Vogler، JB; Meentemeyer، RK وضعیت حفاظت و نزدیکی به مرزهای عمومی-خصوصی بر تشدید استفاده از زمین در نزدیکی پارک ها و مناطق حفاظت شده ایالات متحده تأثیر می گذارد. حفظ کنید. علمی تمرین کنید. 2020 ، 2 ، 190. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  9. سیفارد، ا. Radeloff، VC; کیلی، جی. هاوبکر، تی جی؛ کلیتون، MK; استوارت، SI; نفوذ انسان هامر، RB بر رژیم های آتش سوزی کالیفرنیا. Ecol. Appl. 2007 ، 17 ، 1388-1402. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
  10. شوناگل، تی. نلسون، CR; تئوبالد، دی.م. Carnwath، GC; چاپمن، سل اجرای درمان های طرح ملی آتش سوزی در نزدیکی رابط زمین وحشی-شهری در غرب ایالات متحده. Proc. Natl. آکادمی علمی ایالات متحده آمریکا 2009 ، 106 ، 10706-10711. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ][ نسخه سبز ]
  11. شمال، نماینده مجلس؛ استفنز، اس ال. کالینز، بی.ام. Agee، JK; آپلت، جی. فرانکلین، جی اف. فوله، PZ اصلاح مدیریت آتش سوزی جنگل. Science 2015 ، 349 ، 1280-1281. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
  12. ایک، اس جی. Wills، GJ گرافیک تعاملی بالا. یورو جی. اوپر. Res. 1995 ، 81 ، 445-459. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  13. Swetnam، TW; آلن، سی دی; Betancourt, JL اکولوژی تاریخی کاربردی: استفاده از گذشته برای مدیریت آینده. Ecol. Appl. 1999 ، 9 ، 1189-1206. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  14. Wittkuhn، RS; همیلتون، تی. استفاده از داده های تاریخچه آتش برای ترسیم توالی های زمانی فواصل و فصول بازگشت آتش. اکول آتش نشانی 2010 ، 6 ، 97-114. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  15. کوتاه، KC پایگاه داده فضایی آتش سوزی های جنگلی در ایالات متحده، 1992-2011. سیستم زمین علمی داده 2014 ، 6 ، 1-27. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  16. مورگان، پی. هاردی، سی سی; Swetnam، TW; رولینز، ام جی؛ رژیم های آتش نشانی طولانی، DG نقشه برداری در زمان و مکان: درک الگوهای آتش درشت و در مقیاس خوب. بین المللی J. Wildland Fire 2001 , 10 , 329. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  17. گوموف، م. کرنوورسانین، ت. داسو، ک. ما، K.-L. یک سیستم تعاملی برای کاوش داده های آتش سوزی تاریخی. در مجموعه مقالات سمپوزیوم IEEE Pacific Visualization 2019 (PacificVis)، بانکوک، تایلند، 23 تا 26 آوریل 2019؛ ص 277-281. [ Google Scholar ]
  18. خدمات پارک ملی مدیریت آتش نشانی پارک ملی یلوستون در دسترس آنلاین: https://www.nps.gov/yell/learn/management/fire-management.htm (در 12 دسامبر 2019 قابل دسترسی است).
  19. تاریخچه آتش سوزی پارک ملی کوه راکی در دسترس آنلاین: https://www.nps.gov/romo/learn/fire-history.htm (در 12 دسامبر 2019 قابل دسترسی است).
  20. خدمات جنگلی ایالات متحده چند ضلعی های تاریخ آتش برای راکی ​​های شمالی-1889 2003. داده های دیجیتال برداری. در دسترس آنلاین: https://fs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/fsp5_030609.zip (در 3 مارس 2020 قابل دسترسی است).
  21. خدمات پارک ملی فهرست خدمات داده های GIS. رویدادهای آتش‌سوزی سرزمین‌های وحشی و درمان‌های سوخت. در دسترس آنلاین: https://mapservices.nps.gov/arcgis/rest/services/WildlandFire/WildlandFire/MapServer (در 14 ژانویه 2019 قابل دسترسی است).
  22. گروه ملی هماهنگی آتش سوزی جنگلی اینسی وب. در دسترس آنلاین: https://inciweb.nwcg.gov/ (دسترسی در 10 مارس 2020).
  23. اشمیت، KM; مناکیس، جی پی. هاردی، سی سی; هان، WJ; Bunnell، DL توسعه داده های فضایی در مقیاس درشت برای مدیریت آتش سوزی و سوخت وحشی . خدمات جنگلی USDA: Fort Collins, CO, USA, 2002; 87.
  24. هاردی، سی سی; اشمیت، KM; مناکیس، جی پی. Sampson، RN داده های فضایی برای برنامه ریزی ملی آتش سوزی و مدیریت سوخت. بین المللی J. Wildland Fire 2001 , 10 , 353. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  25. همیلتون، تی. Wittkuhn، RS; کارپنتر، سی. ایجاد پایگاه داده تاریخچه آتش سوزی برای جنوب غربی استرالیا: به نقشه های قدیمی جان تازه ای در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی می بخشد. حفظ کنید. علمی غرب. اوست 2009 ، 7 ، 429-450. [ Google Scholar ]
  26. Ma، K.-L. لیائو، آی. فریزر، جی. هاوزر، اچ. کوستیس، اچ.-ن. داستان سرایی علمی با استفاده از تجسم مهندس IEEE پزشکی بجوشانید. Mag. 2011 ، 32 ، 12-19. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  27. تیم اصلی R. R: زبان و محیطی برای محاسبات آماری. در R Foundation for Statistical Computing ; تیم R Core: وین، اتریش، 2019؛ در دسترس آنلاین: https://www.R-project.org/ (در 3 مارس 2020 قابل دسترسی است).
  28. Wickham, H. Ggplot2: Graphics Elegant for Analysis Data ; Springer: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 2016. [ Google Scholar ]
  29. آلدوس، پی. چگونه جمعیت رو به رشد و تغییرات آب و هوایی آتش سوزی های کالیفرنیا را بدتر از همیشه کرد. Buzzfeed News ، 28 ژوئیه 2018. [ Google Scholar ]
  30. Sievert, C. Plotly برای R. 2018. در دسترس آنلاین: https://plotly-r.com (در 3 مارس 2020 قابل دسترسی است).
  31. چنگ، جی. کارامبلکار، بی. Xie, Y. Leaflet: با کتابخانه ‘Leaflet’ JavaScript نقشه های وب تعاملی ایجاد کنید. بسته R نسخه 2.0.3. 2019. در دسترس آنلاین: https://CRAN.R-project.org/package=leaflet (در 3 مارس 2020 قابل دسترسی است).
  32. دانگ، جی. شمال، سی. Shneiderman, B. مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی تجسم اطلاعات، لندن، انگلستان، 25-27 ژوئیه 2001. صص 757-764.
  33. آندرینکو، جی. Andrienko, N. نقشه های تعاملی برای کاوش داده های بصری. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 1999 ، 13 ، 355-374. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  34. پرسون، دی. گارتنر، جی. Buchroithner، MF Towards a Tipology of Interactivity Functions for Visual Map Exploration. در GIS برای سلامت و محیط زیست ; Springer Science and Business Media LLC: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 2007; صص 275-292. [ Google Scholar ]
  35. Cheng, J. Crosstalk: تعامل بین ویجت برای ویجت های HTML. بسته R نسخه 1.0.0. 2016. در دسترس آنلاین: https://rdrr.io/cran/crosstalk/ (در 3 مارس 2020 قابل دسترسی است).
  36. مرکز ملی آتش نشانی بین سازمانی آمار آتش سوزی در دسترس آنلاین: https://www.nifc.gov/fireInfo/fireInfo_statistics.html (در 3 مارس 2020 قابل دسترسی است).
  37. ووکومانوویچ، جی. استیلمن، تی. بررسی سیستماتیک روابط بین آتش سوزی کوهستان و خدمات اکوسیستم. Landsc. Ecol. 2019 ، 34 ، 1179–1194. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  38. Stasko، J. ارزیابی ارزش محور از تجسم. در مجموعه مقالات پنجمین کارگاه آموزشی فراتر از زمان و خطاها روش‌های ارزشیابی رمان برای Visualizatio -BELIV ’14 ; انجمن ماشین‌های محاسباتی (ACM): نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 2014؛ ص 46-53. [ Google Scholar ]
Ijgi 09 00333 g001 550
شکل 1. گردش کار، بسته ها و کتابخانه های مورد استفاده در ایجاد داشبورد تجسم، از داده های جدولی تا وب سایت نهایی. کد این فرآیند در github.com/ncsu-land-change-lab/vistafire موجود است (به مطالب تکمیلی مراجعه کنید ).
Ijgi 09 00333 g002 550
شکل 2. حفاظت‌گاه ملی سرو بزرگ و پارک ملی اورگلیدز آتش‌سوزی‌های مکرر و با شدت کم را تجربه می‌کنند که علف‌های چمنزار و جنگل‌های کاج را در مناطق دورافتاده و نزدیک به زمین‌های وحشی و شهری پرجمعیت می‌سوزاند. نقشه تعداد آتش سوزی های تجویز شده و آتش سوزی های جنگلی را از سال 1980 نشان می دهد.
Ijgi 09 00333 g003 550
شکل 3. نمودار تاریخچه آتش سوزی در مرکز داشبورد تجسم قرار دارد. این نمودار تنوع فصلی را در رژیم های آتش طبیعی (زرد)، ناشی از انسان (قرمز)، تجویز شده (آبی) و کمک متقابل (بنفش) نشان می دهد. هنگامی که کاربران روی یک آتش خاص قرار می گیرند، کادرهای بازشو (مثلاً به رنگ قرمز) اطلاعات دقیقی درباره آتش سوزی های منتخب را نشان می دهد.
Ijgi 09 00333 g004 550
شکل 4. داده های تاریخچه آتش سوزی پارک ملی اورگلیدز و حفاظت ملی سرو بزرگ، 1980-2017، آتش سوزی های طبیعی (زرد)، ناشی از انسان (قرمز)، تجویز شده (آبی) و کمک متقابل (بنفش) را نشان می دهد. اندازه هر نقطه در نمودار (بالا) با اندازه آتش مطابقت دارد. یک نقشه تعاملی (پایین) محیط های آتش مربوطه را نشان می دهد.
Ijgi 09 00333 g005 550
شکل 5. آتش‌سوزی‌های طبیعی ( A ) و آتش‌سوزی‌های ناشی از انسان ( B ) در حفاظت‌گاه ملی سرو بزرگ و پارک ملی اورگلیدز بین سال‌های 1980 تا 2017. اندازه هر نقطه با اندازه آتش‌سوزی مطابقت دارد.
Ijgi 09 00333 g006 550
شکل 6. میانگین وقوع هفتگی آتش سوزی (A) و جریب سوخته (B) آتش سوزی های ناشی از انسان (قرمز) و آتش سوزی های طبیعی (زرد) در پارک ملی اورگلیدز و حفاظتگاه ملی سرو بزرگ، 1980 تا 2017. این دو نمودار به تجسم اولیه و نمایش منابع آتش نشان داده شده توسط کاربر در داشبورد اصلی تجسم ( شکل 3 ).
Ijgi 09 00333 g007 550
شکل 7. تاریخچه آتش سوزی تجویز شده در پارک ملی اورگلیدز و حفاظت شده ملی سرو بزرگ، 1980 تا 2017. اندازه هر نقطه با اندازه آتش مطابقت دارد.
Ijgi 09 00333 g008 550
شکل 8. محیط‌های آتش‌سوزی در پارک ملی اورگلیدز و حفاظت‌گاه ملی سرو بزرگ، با استفاده از ابزار قلم مو در نمودار تاریخچه آتش‌سوزی (بالا) برجسته شده‌اند. در اینجا، آتش‌سوزی‌هایی که بین ژانویه و ژوئن (2010-2017) رخ می‌دهند، با استفاده از رنگ فیروزه‌ای برجسته می‌شوند، در حالی که آتش‌سوزی‌های بین ژوئن و دسامبر (2010-2017) با رنگ بنفش برجسته می‌شوند. انتخاب یک آتش روی نقشه (مثلاً به رنگ نارنجی)، نقطه آتش را برجسته می کند و متن شناور را در نمودار تاریخچه آتش نشان می دهد.
Ijgi 09 00333 g009 550
شکل 9. محیط آتش سوزی شکوفه پرتقال 2014 (صورتی) و آتش زنگ گاو 2017 (فیروزه ای) در حفاظت شده ملی سرو بزرگ. این دو آتش سوزی، که بخشی از همان منطقه را در یک بازه زمانی کوتاه بازگشت آتش سوزی کردند، نشان می‌دهند که چگونه کاربران VISTAFiRe می‌توانند زوم، برجسته و شناور کنند تا جزئیات رویدادهای آتش‌سوزی خاص را تجسم کنند، که می‌تواند راه‌های تحقیقات آینده و مطالعات میدانی را هدف قرار دهد.

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید