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林火蔓延地理元胞自动机仿真模拟■一一湛玉剑潘,张磊跹Ь黨只鹇幽P,;8髁谟蛟0露裙橐换蜃樱恢拔8髁谟森林火灾是一种常见的、极具突发性和破坏性的自然灾害。通过构建森林火灾蔓延模型来仿真分析可能发生和正在发生的林火行为,能够辅助防火决策以便有效减少损失,这是火灾预测与预防的有效手段,也是国内外研究的热点。首先提出了林火蔓延的数学模型,随后美国P蚚、澳大利亚模型⒓幽么蠊伊只鹇模型和中国王正非林火蔓延模型认嗉烫岢鯷其中,基于元胞自动机的林火蔓延模型能够较好地仿真林火蔓延的自组织复杂过程,广泛应用于林火蔓延预测研究5延醒芯慷嗍谴釉0远模型角度探讨林火蔓延行为,对林火蔓延中的地理因素考虑得往往不足或较少,尤其缺少际醯有效支持,计算机实现难度较大,不利于模型的推广与使用。本文在前人研究基础上,基于际酰酆峡虑森林可燃物可燃性与燃烧性、区域风场、地形等因素,采用宿主式开发方式构建了基于地理元胞自动机的林火蔓延模型插件。实验结果表明,模型可以模拟不同环境下的林火蔓延,适用于仿真分析单因素或多种因素综合作用下的林火蔓延,能够为预测速度及优化灭火决策等提供技术支持。假设林火蔓延过程发生在一个二维平面上,以研究区域西北角点为坐标原点,向正东方轴正南方轴┱构钩稍0裢占洌幻扛鲈0部的树种易燃性、可燃物密度、地形坡度等因子都是均质的;模型以中心元胞的鱿嗔谠0图谟为其邻域元胞;元胞在整个演化生命周期中,先后共经历秩忌兆刺荷形慈忌铡⒏毡坏元胞任意时刻燃烧状态是其当前状态与邻域元元胞以一定的概率被点燃,点燃后元胞的状态随燃烧时间变换而迁移。其中,元胞被点燃的概率公式鯷绻鸓大于给定阈值∈~H蛳乱皇笨淘0ùτ谌忌兆刺净,××取罶式中:NA谟蛟0鹖点燃中心元胞母怕剩籕为点燃的能力;7淳嗬肴ㄖ兀谟蛟0嗪盼F媸锤迷0τ谥行脑0亩越窍呶恢时取裨取;3A恳蜃樱悄P偷髡凳≈捣段基金项目:国家科技支撑计划资助项目親蔓延模拟模型,同时借助际跏迪至寺幽P偷亩D狻J笛榻峁砻鳎P涂梢阅D獠煌肪诚碌牧只蔓延,适用于仿真分析多种因素综合作用下的林火蔓延,能够为预测分析火势蔓延趋势,估算火场形状、过火面积、分析火势蔓延趋势,估算火场形状、过火面积、蔓延模型建立燃、剧烈燃烧、开始熄灭、已经熄灭。胞状态的函数【鲇贑植抗嬖颍荷形吹闳嫉中心元胞Φ氖髦忠兹夹砸蜃樱碚鞫杂κ髦直元胞风速归一化因子;R蜃尤ㄖ叵凳第卷第地理与地理信息科学年痙摘要:针对林火蔓延影响因子的复杂性,在地理元胞自动机的基础上,提出一种应用于具有复杂树种多样性的林火蔓延速度以及优化灭火决策等提供技术支持。关键词:森林火灾;林火蔓延模型;地理元胞自动机;中图分类号:文献标识码:文章编号:图0鸐邻域一∑.南京师范大学地理科学学院,江苏南京;暇┐笱У乩碛牒Q罂蒲аг骸そ漳暇不绽料劂弁嗣裾弁忠抵行恼荆不绽收稿日期:——;修回日期:——作者简介:湛玉剑,男,硕士研究生,从事复杂地理过程及可量测全景建模等研究。ㄑ蹲髡逧—:·”。篿’
万方数据
⋯⋯.。⋯,辪弘鎜瑚鎡⋯⋯~鼍—鼍:篡只鹇臃抡娣治目前有许多用于模型构建的软件平台,包括数学工具软件癆公司免费提供的砑取K淙徽庑┤砑提供了用户自定义各自模型的途径,却不能够有效处理地理数据,缺乏与薪换サ挠τ媒涌凇因此,本文采用以ㄒ灯教ㄈ砑?蚣埽ü主式开发构建模型工具条佣鼓P湍芄怀分依托延械那看蠓治龊捅硐帜芰的萏崛∑露刃