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[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
[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] 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] 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] 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] 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] 林业科学
[作者]
陈崇成 李建微 唐丽玉 冯晓刚
林火蔓延是林火行为的主要表现形式。本文对各种林火蔓延的计算机模拟和可视化技术的最新研究状况和发展趋势进行综述。首先,分析林火蔓延相关数学模型的类别和特点、模型发展方向与体系形成。其次,讨论基于元胞自动机的和惠更斯原理的二维林火模拟与显示技术,以及三维虚拟林火环境构建技术。最后,就林火蔓延模拟与管理信息系统的最新发展进行概括。认为林火蔓延模拟与可视化的研究与开发除向高精度与实用化等方向发展外,今后将更注重真实感环境下的多维虚拟森林景观构建、多用户参与的快速决策能力(如协同灭火)以及网络信息服务等方面。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
赵亮 刘鹏举 周宇飞 石军南 唐小明
山区地形复杂多变,风场随地形而变化,作为影响林火蔓延的主要因素,风场数据的准确程度将直接影响山地林火蔓延预测的结果。选择同时考虑地形起伏变化和距离作为主要因子的风场插值方法,设计并开发实现风场插值功能,并与基于空间距离的传统反距离权重(IDW)插值方法进行了比较研究。通过实验验证表明,所实现的基于地形起伏的风场插值方法对山区风场的模拟更接近实际;利用该方法的插值结果输入林火蔓延模拟,模拟的火场形状与实际范围具有更高的相似度。
关键词：
DEM 风场插值 林火蔓延
[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] 林业科学
[作者]
陈卓 刘海洋 黄全义 郑明章 栗健
【目的】利用云计算手段模拟林火蔓延过程,规划火灾应急路径,以促进救援力量快速、高效到达指定火灾地点,为布置林火阻隔措施预留充足时间。研究也为吉林省通化市东昌区的林火应急响应和预防规划提出建设性意见。【方法】以吉林省通化市东昌区为研究区域进行实地调研和模型推演。着眼于林火点单源和多源差异性,利用应急路径规划模型、Dijkstra算法模拟计算单源林火情况下最短救援路径,并纳入多源林火优先级理论,实现救援资源利用最大化。采用FARSITE模型对区域实例森林火灾进行蔓延速率模拟,获取林火发生后各阶段实时数据,综合考虑森林火点附近资源布局情况以及道路交通能力,进行救援路径的推算和防火道路的布局,以验证方法的可行性,并对森林火灾应急响应救援路径进行智能优选。【结果】在一般森林火灾发生时单个着火点的公式基础上,为2个及以上着火点引入优先级理论,再根据火情严重程度通过Dijkstra算法进行依次推演。此外,增加μ作为通行能力系数,以考虑路况、道路属性对救援通行时间的影响,得到新的路径公式。通过FARSITE模型,对2010年“5.3”一般森林火灾(20100503-220502-01)进行蔓延推演,在火源点起火5 h后,如果没有得到有效的人为干预,火情将演变为重大森林火灾,并蔓延到人居地区。由于风向影响,火源点东北侧的火情优先级高于北侧,若有条件同时进行救援,应急资源应按优先级倾斜。【结论】模拟结果表明,通过应急路径规划模型、Dijkstra算法和优先级理论,可以提高救援路径的获取速率,提前进行资源调配和人员安排,FARSITE模拟结合防火道路规划,联系火灾发生后各时间段的蔓延情况,能有效提升森林火灾决策效率,事半功倍地形成林火应急响应和预防规划方案。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李勇 冯仲科 王维 葛斌
为了更好地研究林火的发生、发展规律,人们通过实验、观测等手段获取数据建立林火蔓延和预测模型.该文基于对林火的研究,从MODIS数据出发,利用遥感图像的数据融合技术进行图像的增强,从融合后的图像获取建模数据序列,采用灰色理论来建立林火蔓延和预测模型.该模型具有建模简单,模型的通用性强,建模数据获取容易并有利于推广.从建立的灰色模型看,预测相对误差小于1%的占50%,预测相对误差小于5%的占25%,预测相对误差在5%~10%的占25%.
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
田勇臣 刘少刚 赵刚 胡健 李文彬
该文通过对森林火蔓延模型的研究,建立了一种使用产生式原则的多模型森林地表火蔓延预测系统.此预测系统通过与森林火灾实时监控系统连接,将数据流动由传统公式计算中的单向流动,变为计算数据流回输入端,进行反馈修正计算,从而形成一个对数据库的修正与补充的系统,以达到减小模型预测误差的目的.与实测结果比较表明,该系统的预测结果可信,能够实现林火蔓延的预测.
关键词：
森林火灾 林火蔓延 预测模型 数据库
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
曾翔 杨哲飚 许镇 陆新征
我国西南村镇地区建筑密集,木结构众多,火灾频发。为有效防范村镇区域火灾,判断和识别其中潜在的火灾风险,该文提出了针对村镇区域建筑群的火灾蔓延模拟方法,并基于OSG(open scene graph)图形引擎开发了可视化平台。采用该方法对贵州温泉村和云南独克宗古城进行火灾蔓延模拟,并完成了火灾蔓延过程的可视化展示。结果表明:火灾蔓延模拟结果与实际情况吻合良好,该文提出的火灾模拟方法能够辅助调查火灾事故原因,并为消防规划和火灾防控提供科学依据和技术支持。
[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] 林业科学
[作者]
杨广斌 刘鹏举 唐小明
基于BP人工神经网络方法设计林火模型适宜性选择技术框架结构,通过神经网络形成林火模型选择知识,实现林火模型的自动化和智能化选择;以火场环境因子为输入变量,以适宜火场环境模拟的林火蔓延模型作为输出变量,构建林火模型选择神经网络模型;研究输入、输出因子数据的获取与计算方式,实现动态数据驱动的林火模型自动选择机制。以北京市为例,选择有详细火场情况记录的72场林火作为试验样本,其中60条记录作为学习样本集,12条记录作为验证样本,对神经网络进行学习和验证,结果表明:模型选择精度可达到80%以上。
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模型选择 人工神经网络 林火蔓延模拟
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