检索结果-内蒙古大学图书馆

科技导报 2023年第21期41卷 49-57页

作者：王宇虹杨晓丹任俐文袁晓玉梁莉赵鲁强中国气象局公共气象服务中心北京100081

了解林火蔓延特征是林火预防和扑救的重要参考依据之一。按照是否考虑林火与大气相互作用,将林火蔓延模拟模型分为非耦合模型和耦合模型,分析了目前8种重要林火蔓延模型研究现状,并从基于模型的原理和假设、模型特点适用条件和相关研究... 详细信息

了解林火蔓延特征是林火预防和扑救的重要参考依据之一。按照是否考虑林火与大气相互作用,将林火蔓延模拟模型分为非耦合模型和耦合模型,分析了目前8种重要林火蔓延模型研究现状,并从基于模型的原理和假设、模型特点适用条件和相关研究进展3方面对现有模型进行综述,表明非耦合模型主要通过能量平衡方程、燃烧分解假设等近似或点烧实验建立燃烧模型,将风等气象要素作为初始条件驱动林火模型;大部分耦合模型中天气模型与林火模型的各自相关要素在每一个时间步长上进行相互反馈,积分计算不断循环来实现大气和林火的相互耦合;相较于非耦合模型,耦合模型模拟相对更贴近实际林火蔓延情况,特别是较大范围林火蔓延过程。

关键词：森林火灾林火蔓延模型大气-林火耦合

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林火蔓延模型及蔓延模拟的研究进展

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北京林业大学学报 2002年第1期24卷 87-91页

作者：唐晓燕孟宪宇易浩若北京林业大学资源与环境学院中国林业科学研究院资源信息研究所

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... 详细信息

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。

关键词：森林防火林火行为预测预报林火蔓延模型蔓延模拟

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模糊数据挖掘技术支持下的林火蔓延模型选择研究

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北京林业大学学报 2006年第6期28卷 93-97页

作者：肖化顺张贵刘大鹏蔡学理中南林业科技大学测绘学院

林火蔓延是一种复杂的燃烧现象,要准确预测林火行为,就需要有科学的林火蔓延模型.该文结合广州市森林资源和森林防火的现状,利用模糊数据挖掘(FDM)技术,寻找与预测区域复杂自然条件相匹配的林火蔓延模型来预测林火行为.其方法是①确定... 详细信息

林火蔓延是一种复杂的燃烧现象,要准确预测林火行为,就需要有科学的林火蔓延模型.该文结合广州市森林资源和森林防火的现状,利用模糊数据挖掘(FDM)技术,寻找与预测区域复杂自然条件相匹配的林火蔓延模型来预测林火行为.其方法是①确定影响林火行为的主导因子(可燃物水分含量、可燃物负荷量、易燃程度和坡度);②构建火灾数据样本集,利用FDM的模式发现与预测两大功能,归纳发现3类模式,依照择近原则匹配各模式所适用的林火蔓延模型;③根据火场指挥者实时提供的火灾信息,遵照FDM最大贴近度原则,判定新样本所接近的模式,然后自动选择适合这一模式的林火蔓延模型来预测林火行为.该方法可以提高林火行为预测的准确性.

关键词：林火蔓延模型林火行为模糊数据挖掘广州市

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利用元胞自动机作用域构建林火蔓延模型

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武汉大学学报（信息科学版） 2011年第5期36卷 575-578,631-633页

作者：王海军张文婷陈莹莹贺三维武汉大学资源与环境科学学院武汉市珞喻路129号430079

在现有的基于元胞自动机的林火蔓延模型的基础上,提出了元胞作用域的概念,将元胞自身属性与外界影响通过作用域的概念归纳为一个整体。建立的基于元胞作用域的林火蔓延模型不仅包括中心元胞的属性,如可燃物类型、气温等,还将邻居元胞的... 详细信息

在现有的基于元胞自动机的林火蔓延模型的基础上,提出了元胞作用域的概念,将元胞自身属性与外界影响通过作用域的概念归纳为一个整体。建立的基于元胞作用域的林火蔓延模型不仅包括中心元胞的属性,如可燃物类型、气温等,还将邻居元胞的点燃系数、距离系数、风作用项及地形作用项纳入考虑范畴,其中距离系数以基于地图代数的障碍距离为基础,地形作用项则以DEM为基础求取。模拟结果表明,基于元胞作用域的林火蔓延模型能够真实地反映现实世界林火蔓延的过程。

关键词：元胞作用域地图代数元胞自动机林火蔓延模型数字高程模型

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林火蔓延模型及其动态模拟初探

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林业资源管理 2003年第5期 69-71页

作者：武乐清国家林业局调查规划设计院北京100714

森林着火之后,火向四周和上下不断蔓延,使大片森林发生火灾,给森林生态系统和人类带来一定的损失。结合我国的实际情况,本文采用林火蔓延的椭圆模型和遍历各点的林火蔓延模型对林火行为进行动态模拟,旨在推动林火蔓延的研究工作从定性... 详细信息

森林着火之后,火向四周和上下不断蔓延,使大片森林发生火灾,给森林生态系统和人类带来一定的损失。结合我国的实际情况,本文采用林火蔓延的椭圆模型和遍历各点的林火蔓延模型对林火行为进行动态模拟,旨在推动林火蔓延的研究工作从定性的理论分析向定量化的研究方向发展,从而为森林防火、救火部门提供科学依据。

关键词：林火蔓延模型动态模拟森林防火

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林火蔓延模型的改进及可视化验证

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小型微型计算机系统 2020年第4期41卷 893-896页

作者：唐勇张晓碧刘浩阳郭慧玲燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004 河北环境工程学院信息工程系河北秦皇岛066102

针对林火蔓延模型绘制效果差的问题,本文提出一种改进的林火蔓延模型,实现不同环境因子对林火蔓延影响的可视化验证.首先,通过温度场随时间的变化函数进一步修正林火蔓延的初始速度,提高火焰扩散的随机性,增强了火焰模拟的真实性;其次,... 详细信息

针对林火蔓延模型绘制效果差的问题,本文提出一种改进的林火蔓延模型,实现不同环境因子对林火蔓延影响的可视化验证.首先,通过温度场随时间的变化函数进一步修正林火蔓延的初始速度,提高火焰扩散的随机性,增强了火焰模拟的真实性;其次,为了解决火焰模拟存在的细节丢失问题,引入脉动风场修正风速调整系数增加火焰的细节;然后,为了揭示火焰蔓延和环境因子的关系,分析环境因子与林火蔓延模型的关系,实现改进林火蔓延模型的可视化;最后,设计多组不同地形和环境中火焰蔓延的实验实例,实验表明,改进的林火蔓延模型能够绘制不同环境因子作用下的林火蔓延场景,在增加火焰蔓延细节的同时能够保证实时.

关键词：林火蔓延模型环境因子可视化火焰模拟

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林火蔓延模型研究及GIS应用模块开发

林火蔓延模型研究及GIS应用模块开发

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作者：庄娇艳西南林业大学

学位级别：硕士

林火蔓延是一个多相、多组分可燃物在各种气象条件和地形影响下燃烧和运动的极其复杂的现象。云南省是我国森林火灾损失严重的省份之一，虽然在林火扑救方面有很多实战经验，但是由于它特殊的地形，使得林火行为的研究更加复杂和困难，... 详细信息

林火蔓延是一个多相、多组分可燃物在各种气象条件和地形影响下燃烧和运动的极其复杂的现象。云南省是我国森林火灾损失严重的省份之一，虽然在林火扑救方面有很多实战经验，但是由于它特殊的地形，使得林火行为的研究更加复杂和困难，林火蔓延的计算机模拟较为落后。目前，这方面的研究较少、精度较低，缺乏能应用到实际扑救决策中的模拟结果，也缺少与蔓延模拟相关的各种行为模型，更没有集成到地理信息系统中的功能模块。随着“3S”技术的发展，结合“3S”技术进行林火预测和分析成为林火行为研究的主要方向。目前，林火蔓延模拟和GIS结合应用的主要方向包括基于元胞自动机的模拟和基于惠更斯原理的模拟两种。两者在林火蔓延动态模拟应用上各有特点。惠更斯原理的特点是从林火蔓延的宏观规律出发，能简单处理时间步长，且能很好地结合已经存在的林火行为模型。它有助于我们理解不同林火行为模型间的关系、揭示模型的涵义、并识别不同模型间的缺失因子。本文充分利用已有的数据和资料，特别是2006年安宁市“3.29”森林火灾数据，结合惠更斯原理和国际上成熟的林火行为模型(Rothermel的地表火模型，Van Wagner的树冠火蔓延模型，McAlpine的林火加速模型)，建立了适合云南省特殊地形的林火蔓延动态模型，并开发了相应的动态模拟模块。在建立的林火蔓延动态模型中，地表火模型参数包括模型的类别、每类可燃物的燃烧床深度、死的可燃物林火消失含水率，其各个级别的载量、表面积与体积比、含水率;树冠火模型的参数包括树高、叶子的含水率、枝下高、树冠密度、郁闭度(盖度);其余的参数在整个过程中均为常数。在前人研究的基础上，结合云南省的具体情况，我们对模型进行了如下改进：引入坡位对风进行校正、风和坡度的矢量合成、引发地表火的可燃物级别的划分和可燃物含水率类别的设计。风因子校正的具体算法如下：先计算出坡位因子X(取值为0-100)，然后根据坡位对风的影响，对坡位进行归一化处理(取值变为0.2-2.4)，乘以以前的风速(wsp)得到，具体的公式如下：其中，Z为校正后的风速，oldmin为0，oldmax为100，newmin为0.2，newmax为2,4。对于任何方向风和坡度的矢量合成为： vx=Ф<,s>*cos(asp)+Ф<,w>*cos(wdr) vy=Ф<,s>*sin(asp)+Ф<,w>*sin(wdr) 其合力的大小为：vl=(vx<'2>+vy<'2>)<'1/2>。其中，φs为坡度因子;Фw为风因子;wdr为风向;asp为坡向。假设合力的方向(最大蔓延速度的方向)为θ，则θ的值为方程组的解。根据野外调查和云南省可燃物调查的具体情况，将引发地表火的可燃物分为四个级别：腐殖质(位于细小可燃物下层、处于分解及半分解状态的地被物，其微粒直径为0-0.6cm)、细小可燃物(在林地内直径小于7厘米死的、处于未被分解状态的地被物。可燃物微粒直径为0.6-7cm)、活的草本层(处于灌木层下方，生长有草本的活地被物)、活的低矮木本层(因生境恶劣或其它原因生长的低矮灌木型的乔木树种以及胸径小于2cm的小杂竹丛的活地被物)。在综合考虑模型的有效性、林火行为对含水率的敏感性和云南省区域情况的基础上，设计了可燃物含水率的类别，每个级别划分了7类。动态模拟模块的开发使用ESRI公司的Arclnfo Workstation提供的AML 语言作为后台开发工具，VBA进行界面的开发和参数的输入。然后通过此公司提供的在ArcGIS下运行AML的接口，实现林火蔓延动态模拟的开发。以安宁市为例，详细阐述了动态模拟模型参数的获取方法。其中，在可燃物分布图制作方面，我们划分了10类可燃物类别，其无可燃物的类型包括：农业用地、其它非林地、水域、居民地，并使用计算机自动勾绘图斑和决然推理、似然推理相结合的解译方法制作了可燃物分布图，经混淆矩阵检验得出判读结果的总体精度为79.40％。在可燃物模型导出方面，特别在模型导出前对云南省细小可燃物载量和郁闭度的关系、枝下高和胸径的关系进行了探讨性研究，并建立了相应的数学模型。其中，地面细小可燃物载量与郁闭度关系的数学模型如下： y=3844x-389.27 R<'2>=0.6277这里，y指地面细小可燃物载量;x指郁闭度。研究结果显示，地面细小可燃物的载量和郁闭度有很强的相关性。以云南松未成熟林为例，得出枝下高和胸径的一元回归模型为： y=0.1281x+0.6598经F检验得出在α=0.05水平下，胸径对枝下高的回归方程有显著意义。由此，根据经验、野外调查数据、各类文献，参照国际上的可燃物模型定义方法，建立了含水率类别为D3L

关键词：惠更斯原理林火蔓延模型 GIS系统动态模拟计算机模拟树冠火模型

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基于MODIS数据的林火蔓延模型的研建

基于MODIS数据的林火蔓延模型的研建

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作者：李勇北京林业大学

学位级别：博士

本文以MODIS遥感数据为数据源，运用灰色建模理论，建立林火蔓延的指数模型。本研究的目的在于，利用现代测量技术，建立从遥感数据获取、数据加工、数据处理、林火蔓延模型建立以及林火蔓延模拟的技术体系。通过林火蔓延模型的建立为... 详细信息

本文以MODIS遥感数据为数据源，运用灰色建模理论，建立林火蔓延的指数模型。本研究的目的在于，利用现代测量技术，建立从遥感数据获取、数据加工、数据处理、林火蔓延模型建立以及林火蔓延模拟的技术体系。通过林火蔓延模型的建立为林火的扑救提供数据支持，为研究林火的蔓延规律探索新的途径。本文主要以黑龙江省黑河市嫩江县嘎拉山2006年的森林大火为研究背景，以高时间分辨率的MODIS遥感图像作为研究对象。通过对现有在轨卫星的比较，选取具有林火通道的MODIS数据作为本文研究的数据源。在论文数据收集过程中，获取了从5月21日至29日该地区的MODIS遥感图像，包括250m、500m、1000m分辨率从可见光到红外波段的遥感图像。本文基于MODIS图像进行研究，试图从动态遥感图像中挖掘出林火蔓延模型。在数据建模过程中，首先对遥感图像进行预处理，对于预处理的遥感图像再进行数据融合处理，对遥感图像进行融合以增加和补充图像的火灾信息。利用ArcGIS软件对融合后的图像进行矢量化处理，将遥感图像信息转化为建立林火蔓延模型的数据信息。在矢量化的过程中，首先是林火蔓延边界重心的确定，将八叉树理念整合到矢量化过程中，使林火的蔓延方向、地理坐标和遥感图像等达到理论与应用习惯的统一。在GM(1，1)的建立中，根据数据的特点，提出了ER算法和LIR算法，保证了林火蔓延模型的建模精度。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％。并选取砍都河、免渡河以及俄罗斯等地的火场数据作为检核，对于林火蔓延模型的预测精度进行检验，满足建模要求。GM(1，N)模型，为林火相关因子的研究提供了新的途径。在计算机模拟与表达方面，首次提出将灰色林火蔓延模型与元胞自动机相结合，使两者优势互补。同时利用ArcEngine开发了林火预测系统，该系统可完成遥感图像的载入、林火边界跟踪、建模数据自动提取、自动预测以及林火蔓延边界和遥感图像的比较。本文的主要创新点包括：(1)首次采用遥感数据，利用灰色理论，进行林火蔓延模型的建立。探索出一条进行林火蔓延与预测的新方法，建立了一条新的林火蔓延模型研建的技术体系。(2)在模型建立的过程中，将稳健估计引入到灰色理论建模，根据建模数据的特点，首次提出了ER算法和LIR算法。(3)在计算机模拟中，首次提出了基于灰色林火蔓延模型的改进的元胞自动机模型的构想。基于MODIS数据建立灰色林火蔓延模型的技术体系研究，是对传统林火蔓延模型建立模式的补充，是在总结前人经验基础上对数据选取和建模理论的有机结合，为林火蔓延模型的建立提供了广阔的渠道。

关键词：灰色理论林火蔓延模型 MODIS遥感图像数据融合元胞自动机稳健估计

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林火蔓延模型研究及应用开发

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济南大学学报（自然科学版） 2008年第3期22卷 295-300页

作者：王惠周汝良庄娇艳王龙柱西南林学院资源学院云南昆明650224 西南林学院保护生物学院云南昆明650224

利用惠更斯原理进行林火蔓延模拟,结合国际上成熟的林火行为模型(Rothermel的地表火模型,Van Wagner的树冠火蔓延模型,McAlpine的林火加速模型),建立适合云南省特殊地形的林火蔓延动态模型,并开发相应的动态模拟模块,在云南特殊地形地... 详细信息

利用惠更斯原理进行林火蔓延模拟,结合国际上成熟的林火行为模型(Rothermel的地表火模型,Van Wagner的树冠火蔓延模型,McAlpine的林火加速模型),建立适合云南省特殊地形的林火蔓延动态模型,并开发相应的动态模拟模块,在云南特殊地形地貌上的林火蔓延模拟做出一定探索。通过修改成熟的蔓延模型进行林火蔓延模拟达到模型预测的目的,并反映林火蔓延的主要规律。实验结果证明矢量的模拟方法是集成单个的地表火、树冠火、加速、飞火和可燃物含水率模型的更实际的技术。模型的集成简单易懂,因为每个模型的计算可以直接应用到火头的节点模拟上,然后控制所有模型的空间和时间分辨率。

关键词：惠更斯原理林火蔓延模型 GIS系统动态模拟

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基于温度场动态变化的林火蔓延模型研究

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湖南师范大学自然科学学报 2007年第2期30卷 125-128,F0003页

作者：张贵刘大鹏中南林业科技大学测绘科学与技术学院中国长沙410004

为了提高林火蔓延模型的准确性和通用性,文中把火场看作一个动态温度场,并从火场上任一微元体任一时刻温度变化状态出发,应用能量守恒定律,建立火灾区域温度场动态变化模型.经差分处理,得到进行模拟计算的一组温度场计算方程;由边界点条... 详细信息

为了提高林火蔓延模型的准确性和通用性,文中把火场看作一个动态温度场,并从火场上任一微元体任一时刻温度变化状态出发,应用能量守恒定律,建立火灾区域温度场动态变化模型.经差分处理,得到进行模拟计算的一组温度场计算方程;由边界点条件,求出边界点的集合后,拟合得出火线函数,积分后可得到时刻火场的过火总面积、火线长度和火场形状,同时进一步证实了对流传热方式是影响林火蔓延的主要因素.从广州市8宗森林火灾的蔓延模拟结果看,过火面积的模拟精度约90%,能较准确地模拟林火发生时的过火面积和火线长度.

关键词：林火蔓延模型能量守恒温度场

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