基于GIS模型的林火蔓延研究

森林火灾的扩展具有时间性和空间特征、随着人类对火灾知识的不断增长和3S空间信息技术的快速发展，利用GIS和卫星遥感技术来进行林火蔓延研究在森林防火中的作用已越来越重要。本文综合分析了林火蔓延的影响因子，着重阐述了如何运用基于GIS的林火蔓延模型来进行林火蔓延的模拟和火行为的时空格局分析。     

虚拟景观下林火蔓延三维可视化研究进展

林火行为的研究与RS、GIS、GPS、林火数学模型、信息网络、数据库、计算机图形学、虚拟现实等技术密切相关,近些年来,这些技术的发展以及其集成化,使得对林火的研究从二维表达方式,再到如今的三维可视化表达,经过了一个又一个阶段.林火蔓延模拟与可视化的研究趋势是注重真实再现三维虚拟森林景观、多用户参与快速决策和网络信息服务等方面.文章以林火模型的发展、林火模拟系统的实现、以及与之相关的可视化技术的发展、林火模拟的实例几点为框架,对如今虚拟景观下林火蔓延三维可视化技术的研究状况和趋势进行了概述.     

森林火灾蔓延模拟现状与展望

在国内外研究林火行为的基础上,对近年来我国实现林火蔓延模拟所采用的主要方法及其选用的林火蔓延模型进行了深入阐述,并讨论了这些方法的适用范围及其优缺点,以及林火研究今后的发展趋势。     

林火蔓延的计算机模拟与可视化研究进展

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。     

一种能够批处理的林火行为空间模拟系统

针对现有林火空间蔓延模拟软件输入参数后只能模拟一次,无法批处理多次模拟的不足,开发了具有批处理功能的林火行为空间模拟系统。该系统采用了国际上最常用的美国Rothermel模型和加拿大FBP蔓延模型,提供了美国系统和加拿大系统两种可燃物分类系统的处理能力,使用户可根据需要进行不同参数、不同环境变量条件下的多重模拟,还可进行自定义约束条件下的最优可燃物参数估计。这种多次模拟提高了相关研究的效率,为林火行为空间模拟结果提供了分布概率,使研究结果更可靠,为研究林火行为、林火对生态系统的影响提供了有力工具。     

林火行为研究概况

火行为与火灾预防、扑救密切相关,是火灾科学研究的重要内容。文中介绍了林火行为研究的简况,着重讨论了林火蔓延模型、林火计算机仿真研究的现状与前景。     

基于改进的元胞自动机林火蔓延模拟研究与实现

根据我国森林火灾蔓延的特点,在分析了国内外主流林火蔓延模型的基础上,将元胞自动机原理与林火蔓延自身的特点相结合,着重研究了风作用系数、地形坡度调整系数等在元胞自动机中的作用形式,并引入地图代数中距离系数的概念,对原有林火蔓延速度模型进行改进,以提高模拟精度,使模拟结果更加真实地反映现实世界中林火的蔓延特点。最后采用C#语言结合ArcEngine的编程技术,以汕头市某山地DEM(数字高程模型)数据为例,动态模拟了林火蔓延的过程。     

巨桉种源家系多点遗传变异及选择比较

利用远程视频进行林火识别是林火监测技术的研究热点之一。文章介绍了近年来国内外基于远程视频的林火识别技术的研究概况,指出当前存在的主要问题在于难以兼顾识别效率、识别距离及识别率,指出利用多光谱进行林火识别,减少识别误差及提高识别效率是基于远程视频的林火识别技术的研究方向。     

基于远程视频的林火识别技术研究现状

利用远程视频进行林火识别是林火监测技术的研究热点之一.文章介绍了近年来国内外基于远程视频的林火识别技术的研究概况,指出当前存在的主要问题在于难以兼顾识别效率、识别距离及识别率,指出利用多光谱进行林火识别,减少识别误差及提高识别效率是基于远程视频的林火识别技术的研究方向.     

林火蔓延模型的研究与实现

以可视化开发环境Visual Basic6．0与Map Objects控件作为系统开发平台,建立以东北林业大学帽儿山实验林场为研究区域的林火蔓延可视化系统。根据影响林火行为的各项因素,将空间信息和属性数据结合在一起,并将GIS技术成功应用到系统中,实现了在栅格地形背景图上进行林火蔓延的动态模拟,获得同一燃点在不同蔓延模型下的林火蔓延扩展图像。     

林火蔓延模型及其动态模拟初探

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。     

林火行为蔓延模型研究进展

森林火行为特征是进行林火预防和林火扑救的主要参考依据之一,林火行为研究在森林防火中具有重要意义。其中,林火蔓延作为关键的林火行为特征因子,林火蔓延模拟模型的构建研究一直是国内外的研究热点。文中将国内外各主要林火蔓延模拟模型按照模拟维度分为一维的传统模型和二维的空间模拟模型,总结了不同构建方法下传统模型的应用特点以及空间模拟模型的构成方法和选择;介绍了目前美国、加拿大、澳大利亚等林火管理发达国家主流的林火空间模拟系统的关键技术要点和适用条件;结合我国实际情况提出了相关研究应用建议,以期为发展我国自己的林火蔓延空间模拟模型提供参考。     

森林火行为与特殊火行为研究进展

森林火灾主要包括地表火、地下火、树冠火3种蔓延形式。目前火蔓延模型主要关注于森林地表火的蔓延研究, 对一些特殊的火行为, 如树冠火、火旋风、飞火等研究极为薄弱, 而这些火行为在特大森林火灾的蔓延传播中起着重要作用, 往往加速火蔓延, 并对扑火人员造成生命危险。我国森林大多集中在山区, 火灾一旦发生, 由于复杂的地形、不均匀的可燃物分布、多变的局地风和林火的相互作用, 极易形成复杂的火行为。文中对森林火灾中的火行为和特殊火行为进行了论述, 讨论了当前的研究进展和未来发展趋势。     

北京市森林可燃物分类研究

利用北京市土地利用图和Landsat TM影像,采用监督分类方法对可燃物进行分类,获得可燃物分类图,并对各类可燃物的特征进行详细描述.结果表明:可燃物可分6类,即O- 1草地(中低盖度)、O- 2草地(高盖度)、S- 1灌丛、S- 2幼林、C- 1针叶林、M- 1针阔混交林和B- 1阔叶林.由于TM卫星影像分辨率的限制,很难分别出林分垂直结构的差异.这一分类结果,可以满足森林火险等级预报的需要,但对于火行为预报,还需要根据林分燃烧性、林分垂直结构及可燃物分布状态进一步分类.对当前的可燃物分类方法与制图途径以及未来的发展趋势进行讨论.     

森林火灾中高能量火——飞火研究进展

森林火灾中高能量火的爆发伴随着突发性、随机性和不可抗拒性，会给森林火灾的扑救工作带来极大困难，并对扑火人员的生命安全造成严重威胁。飞火是一种较为常见的高能量林火行为，飞火的产生往往是林火行为愈演愈烈的唯一警告。文中结合国内外森林飞火行为相关研究进展，阐述了飞火的产生原因，并从飞火不同燃烧阶段以及不同火源引燃机理等方面总结飞火行为研究进展，分析飞火的形成机制，以期为提高森林火灾扑救效率、减少森林火灾扑救伤亡和进一步开展飞火研究提供参考。     

森林可燃物含水率及其预测模型研究进展

森林可燃物是森林火灾发生的物质基础,其含水率的变化直接影响森林可燃物着火的难易程度。高效准确地模拟森林可燃物含水率动态变化的规律,对预测预报林火发生或林火行为具有重要意义。文中从可燃物含水率的影响因子、理论算法、预测模型3个方面阐述了森林可燃物含水率及其预测模型研究进展;指出了研究存在的问题;提出了可燃物含水率研究展望:加强野外定位观测研究,优化测定方法并强化野外采样和室内试验标准化工作,加强可燃物含水率时空异质性研究,加强观测尺度外推问题研究并构建含水率遥感反演模型。     

基于计算机图形技术的森林火灾模拟蔓延模型

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,并且不受火行为的复杂性和地理要素的复杂性的限制.     

全路况林火巡护车辆巡护追踪系统设计

根据林火发生的特点和我国林区的交通、地形等实际情况,研究与设计用于林火地面巡护与早期扑救的全地形车辆的追踪定位系统。采用GPS和无线通讯以及地图相结合的定位系统,对于火场定位、林火扑救调度等情况能实时、快速、准确地测定火险位置和范围,精确度高、安全性强,为防火指挥部门提供大量火灾依据,对森林火灾的救援起到重要的作用。本文介绍巡护车辆追踪定位原理,进行系统主要硬件结构的设计与软件设计,把地图与定位系统结合,实现对巡护车辆的追踪和定位。     

林火增长模型及应用软件

火增长模型可以预测将要发生的林火行为, 指导林火扑救和评估林火管理政策。文中分析了影响火模拟的主要因子, 对当前主要的火增长模型, 包括经验模型、半经验模型和物理模型进行了概述, 并列举了应用比较广泛的火增长模拟软件包括Prometheus, Behave Plus和Farsite等的主要特征, 讨论了火增长物理模型的局限性及未来发展方向。     

安徽省森林防火气象服务支持系统的设计与实现

介绍了安徽省森林防火气象服务支持系统的建设目的、体系架构、功能模块、业务流程,并对实现森林火险气象等级计算、GIS 交互、Web 系统显示等主要功能模块进行了描述。利用WebGIS 技术和(B/S) 模式搭建安徽省森林防火气象服务支持系统平台,实现对全省500 多个乡镇的精细化森林火险等级预报自动生成、气象数据实时显示、火警火情自动监测、预警信息发布、火灾扑救现场气象保障网络化、信息化和自动化,为全面、科学、高效、防范森林火灾提供决策依据,促进森林防火指挥快速化、决策科学化、调度实时化和防火信息资源化。