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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
黄华国 张晓丽 王蕾
为了研究林火蔓延的动态预测及可视化模拟问题,该文在分析现有林火蔓延模型的基础上,提出选用三维曲面元胞自动机进行林火建模和蔓延模拟.该文初步完成了一个整合数字高程模型、气象因子、树种因子的三维曲面元胞自动机模型,设计了数据提取、加工、应用框架,开发出了能够进行林火蔓延三维模拟的软件系统.并通过八达岭林场局部地区的模拟,指出了应用该模型,可以实现不同条件下的林火蔓延模拟,快速预测林火发展趋势,同时探讨了模型改进的方向
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
陈喆 孙涛 张凌寒 秦前清
为建立林火蔓延动态预测模型,实现实时三维可视化模拟,构建了王正非--3D元胞自动机模型林火蔓延模拟框架。该模型考虑林火蔓延的物理规律和全局因素的相互作用,在王正非山火初始蔓延速度经验模型的基础上,综合考虑地表植被类型、地形坡度、风速、风向、温度5个因素,并根据元胞之间能量传递建立状态转换规则。以我国西南火灾高发区作为实验区域,在多约束条件下模拟林火蔓延行为并获取林火矢量边界,实验证明该方法简便、高效、输入参数少、运算效率高,可以实现不同条件下的林火蔓延快速模拟。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
田玉萍 金成宇 王斌 李明泽
【目的】针对当前我国林火蔓延预测仍存在预测精度不高、普适性差等问题，基于王正非速度模型结合多维元胞自动机的林火蔓延预测模型进行改进，研究了不同区域和分辨率下该模型的有效性，增强了该模型对于不同分辨率数据的适应能力，从而更好地对森林火灾蔓延进行预测，并为林区的火灾蔓延预测和管理提供一种科学合理的技术手段。【方法】使用黑龙江省大兴安岭地区2011年10月28日发生的森林火灾（分辨率500 m）与四川省凉山地区2022年3月29日发生的森林火灾（分辨率30 m）作为数据源，提取发生火灾时刻以及蔓延过程的火线。引入归一化植被指数（NDVI）对王正非模型进行改进，并利用反卷积算法对元胞自动机算法进行改进，将改进后模型输出的结果与实际结果进行精度对比，并比较不同分辨率下的模型精度表现。【结果】改进后的模型精度有明显的提升，其中，黑龙江省大兴安岭试验改进后模型的kappa系数提高了0.029 7，面积误差率降低了21.33%，火场预测火点170个，平均过火速度0.75 m/min。四川省木里县试验改进后模型的kappa系数提高了0.116 5，面积误差率降低了37.08%，火场预测火点1 795个，平均过火速度为4.00 m/min。【结论】改进后的林火蔓延预测模型可以更有效地预测火灾蔓延并计算出最可能过火的火点位置，其预测结果具有高度的一致性和准确性，提高了林火蔓延模拟预测的实用性。与原始模型相比，改进后的模型很好地提高了在不同分辨率数据下的预测精度，能为林火预防和管理提供科学依据。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
唐晓燕 孟宪宇 易浩若
为了研究林火行为的预测预报及林火蔓延模拟的可视化问题 ,该文在分析了林火蔓延及其影响因子的基础之上 ,阐明了几种林火蔓延模型及其适用性 ,评述了选用不同的林火蔓延模型对实际火场的预测预报具有的重要理论意义及实用价值 ,初步分析了蔓延模型选择的 4个基本出发点 :模型的功能、模型适用的地区和植被类型、模型的假设条件、模型的检验频数等 .在假定已有蔓延模型的基础上 ,分析了国内外林火蔓延研究的发展状况 ,指出了在林火蔓延模型的基础上以地理信息系统为平台的林火蔓延模拟已成为林火行为预测预报的主要方向 ,同时讨论了林火蔓延模型和蔓延模拟的发展前景
关键词：
森林防火 林火模型 林火行为 模拟
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
唐南奇 尹陈红 张黎明 范侃 余榕钦 罗宏辉
基于IDRISI软件,将元胞变化的马尔科夫趋势与城市发展用地约束因子的多准则评价相结合,制定元胞转换规则,构建复合因子元胞自动机预测模型并进行模拟.结果表明:对2010年福州市土地利用格局进行模拟,模拟结果与实际用地格局的检验Kappa系数为0.8850,表征模型具有较高的可信度.模拟2015年福州市城市拓展用地空间变化,结果表明福州市城市将主要向东南方向拓展.耕地和未利用地面积趋于减少,建设用地和园地面积增大,城市发展对土地利用格局变化及行政区划等将产生深刻影响.
关键词：
复合因子 元胞自动机 土地利用格局 模拟
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
宋丽艳 周国模 汤孟平 余树全 郑文达 刘学松
为定量描述林火行为以辅助扑救决策,利用地理信息系统(GIS)软件建立林火蔓延模拟的空间背景并生成相应数据,运用林火蔓延模型且综合考虑火场地形、气象及可燃物类型等因子,采用点到点的传播方式,用Visual Basic 6.0开发软件,最终实现林火蔓延的动态模拟。模拟的结果表明,在地形条件一定的情况下,林火的初始蔓延速度和风速的大小对林火蔓延有明显的影响,不同的初始蔓延速度会导致不同的蔓延结果,随着初始速度的增大,蔓延面积也相应增加;不同的风速形成的火场面积不同,随着风速的增大,蔓延面积也相应增加,但火场的形状相似;坡向不同,接受阳光的照射不同,温度、湿度、土壤和植被都有差异,一般南坡比北坡更容易...
关键词：
森林保护学 森林火灾 林火蔓延模型 模拟
[期刊] 林业科学
[作者]
秦向东 阿布里提
利用计算机图形技术,以波动传播模型为基础,吸收了邻接单元模型的优点,设计基于计算机图形技术的林火模拟蔓延模型。这种模型用预定义的灰度图表示蔓延状态,将图元集中存储的过火区形状按一定的像素栅格运算规则写入灰度图中,来模拟火灾的波动蔓延过程。模型还利用漫染填充算法来处理具有复杂拓扑关系的地理要素附近的蔓延,并将过火区形状的投影变换转化为图元的旋转和错切变换。分析这种模型性能上的优势和局限,包括对局部失真和畸变的影响。从给出的算例和初步的理论分析可见,新模型可以将林火蔓延模拟的计算速度提高1个数量级以上,其他计算性能也有大幅度提高。模型可以为森林火灾的扑救提供精确、实时、全局的火场发展预测图,并且不...
关键词：
森林火灾 计算机模拟 蔓延模型 图形技术
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王晓红 张吉利 金森
随着计算机在火蔓延模拟方面广泛的应用,出现了很多计算机仿真模型。这些模型是在原有火蔓延模型的基础上结合各种蔓延算法发展起来的,相对于原始的火蔓延模型来说,这些模型的使用范围更加的广泛,模拟的结果更加的接近真实结果。近年来数学方法在火蔓延模型中的应用也越来越多,如CA、渗透理论、突变理论和人工神经网络等等,本研究在Andrew等人研究的基础上总结了数学方法在我国林火蔓延中的一些应用。重点分析了火蔓延的影响因子,我国对可燃物模型研究的较少,在模拟过程中多是借鉴国外模型或是应用简单的可燃物代替复杂的可燃物研究,本研究指出了建立可燃物模型、气象模型的重要性和必要性。
关键词：
林火蔓延 模拟 模型 数学方法 可燃物
[期刊] 自然资源学报
[作者]
杨青生
为模拟节约土地资源的城市可持续发展形态,以珠江三角洲城市快速发展的东莞市为例,运用元胞自动机(CA)、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)从历史数据中建立城市空间扩展的CA,将土地资源节约利用程度与城市用地空间聚集程度相结合,在评价城市用地空间聚集程度的基础上,通过不断增加离市中心距离权重和离公路距离权重,调整CA的参数,模拟节约土地资源,城市用地在空间上紧凑布局的城市形态,并以调整参数的模型(离市中心距离权重为-0.006,离公路权重为-0.024)模拟结果为基础,分析了实现城市用地空间上紧凑发展,土地资源节约利用的政策:到2010年,东莞市离市中心27km范围内的适宜地区可规定为鼓励城市发...
关键词：
土地资源 节约利用 紧凑 元胞自动机
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
蒲雯 张超 王淑华 杨建宇 桑玲玲
为向村镇土地利用规划和管理提供合理决策依据,开展村镇土地利用空间格局变化进行模拟研究。在元胞自动机模型基础上,引入马尔科夫模型和多标准评价方法,构建元胞转移数量规则及空间位置规则,从自然环境、社会经济与政策等3方面分析土地利用影响因子,构造元胞自动机复合模型;选取北京市房山区为研究区,以村镇为单元对其土地利用空间格局进行模拟。结果显示:房山区的耕地、林地面积不断减少,建设用地占用农用地现象突出;人口集中、农业资源丰富的平原区各村镇土地利用变化明显。研究表明,多标准评价方法使元胞转移空间位置有规律可循,并有效避免模拟结果中大量错误斑点的产生;以村镇为单元进行分析,模拟的结果更加精细和合理。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
柯新利 边馥苓
C5.0决策树算法可以揭示数据中的结构化信息,建立直观、易于理解的树形结构,可以用于元胞自动机转换规则的获取。提出了基于C5.0决策树算法的元胞自动机模型,分析了模型构建的理论和原理以及实现方法。在此基础上,以杭州市城市用地演变为例,利用C5.0决策树算法从已有的城市用地及其影响因子数据中挖掘出城市用地的演变规则,并将获得的转换规则应用到元胞自动机模型中进行城市用地演变的动态模拟与预测。结果表明:(1)利用C5.0决策树算法获取转换规则可以在较低采样率的前提下保证具有较高的精度;(2)与其它获取元胞自动机转换规则的方法相比,C5.0决策树算法生成的规则清晰明确,很适合用来获取元胞转换规则;(3...
关键词：
C5.0决策树 元胞自动机 土地利用变化
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
许镇 薛巧蕊 陆新征 孙旋
当前建筑群火灾蔓延模型主要考虑二维水平蔓延,而忽略地面高程的影响,难以适用于地面高程变化明显的建筑群,因此需要建立考虑地面高程的建筑群三维火灾蔓延模型。在已有二维模型基础上,推导热辐射与热羽流的三维计算公式,建立了建筑群三维火灾蔓延模型;与精细计算流体力学模型对比,验证了三维蔓延模型的合理性;以云南独克宗古城与贵州温泉村火灾为例,开展考虑地面高程的火灾蔓延模拟。结果表明:三维蔓延结果比二维蔓延结果更加接近实际。为高程变化明显的山地、丘陵等地区提供了更准确的建筑群火灾蔓延模拟方法。
关键词：
建筑群 火灾蔓延模型 地面高程 三维
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
周宇飞 刘鹏举 唐小明
在林火蔓延模拟过程中,为技术基础林火蔓延模型模拟空间精度评价是一个十分重要的问题。以林火蔓延模拟、地理信息系统和计算机图形学为技术基础,以林火蔓延的边界位置、面积和轮廓形状为主要指标,提出了一套林火模型模拟空间精度的评价方案,并通过模拟实验验证了该方案的可行性。结果表明,这一方案可以满足林火蔓延模型模拟空间精度评价的需要,为多模型林火蔓延模拟中模型的选择提供了依据。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
唐晓燕 孟宪宇 葛宏立 易浩若 杨晓峰
为研究定量模拟林火行为对林火决策的重要性和林火扩展的时空特性 ,该文在地理信息系统 (ArcView)支持下 ,建立了火场扩展模拟的空间背景数据库 .在此基础上选择了两个组合模型 ,生成速度图文件 ;通过比较边界插值算法、边界外延算法和迷宫算法的不同特点 ,最终采用迷宫算法实现了在栅格地形背景图上林火蔓延的动态模拟 ,获得了在不同燃点有风和无风情况下的蔓延扩展历时图 ,分析得出风速对林火蔓延扩展的影响较大 ,不同燃点下火蔓延的态势是陡坡火蔓延迅速 ,扑救难度大 ;缓坡较陡坡火蔓延的速度慢 ,范围较小 ,宜尽早从火头打起 ,尽早扑灭 .
关键词：
林火蔓延 模拟 栅格结构
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