森林火险模型及其火灾蔓延研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

本研究的目的就是建立基于Rothermel和元胞自动机模型的火灾蔓延趋势预测模型,同时对该模型进行三维的仿真实现。

通过本项研究,可以分析火灾蔓延趋势,有利于合理预警,有效分配护林资源。

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2. 国内外研究现状分析

自1946年W.R.Fons最早提出林火蔓延数学模型来,许多国家学者都对此方面进行了分析和研究,目前大的方面可以分为三类:Rothermel为代表的物理机理模型,加拿大林火蔓延模型为代表的半机理半统计模型,和McArthur为代表的统计模型。

另我国学者王正非针对大兴安岭提出了王正非模型。

受到计算机性能及人们对林火蔓延机理的认识约束, 林火蔓延仿真或可视化长期以来主要采用二维表达形式。

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3. 研究的基本内容与计划

林火蔓延影响因子的确定,林火蔓延模型的确定。

MATLAB对DEM数据的处理,以及MATLAB建模绘图。

计划:四月中旬完成建模和处理数据,四月下旬完成MATLAB代码,五月开始撰写论文初稿,五月中下旬将初稿交付导师指导,并改正。

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4. 研究创新点

基于已有的元胞自动机和Rothermel模型,进一步尝试实现三维仿真,在建构合适的森林火灾蔓延模型后,将合适的DEM数据导入Matlab中,利用Matlab强大的绘图功能实现三维仿真。

创新点也就在于将元胞自动机和Rothermel蔓延概率方程结合并三维仿真化。

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