导读:本文包含了林火蔓延论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:数据,模型,火灾,算法,可燃物,自动机,森林。
林火蔓延论文文献综述
张民侠,郑怀兵,吴沛彦[1]（2019）在《基于大数据分析的林火蔓延模型》一文中研究指出森林火灾的控制可以利用林火蔓延模型,一方面,林火蔓延模型能够基于具体的罂粟判断林火的发展趋势,另一方面,林火蔓延趋势能够对林火控制的措施利用提供参考,所以在林火蔓延模型的帮助下,林火控制工作的实效性会有显着的提升。文章基于大数据的林火蔓延模型做分析,旨在为实践工作提供指导和帮助。(本文来源于《电子元器件与信息技术》期刊2019年07期）
李兴东,李鑫,李晓锟,杨登锋,王扬威[2]（2019）在《一种基于元胞自动机的林火蔓延模型》一文中研究指出现有应用元胞自动机理论的林火蔓延算法与现实蔓延规律差距较大,它忽视了某些重要的蔓延现象,因此造成了林火蔓延预测精度的下降。针对上述问题,基于元胞自动机的林火蔓延速度模型,提出"有效"速度概念,引入状态权重系数,使元胞状态变化更加贴近实际林火蔓延的变化。在此基础上,分析燃烧贡献重迭问题,设计算法去除燃烧重迭带来的影响,提高林火蔓延预测的精度。利用遗传算法优化出林火蔓延的模型参数,进一步改进王正非速度模型。最后通过仿真实验验证林火蔓延模型的有效性。(本文来源于《林业机械与木工设备》期刊2019年06期）
钱兰[3]（2019）在《集合卡曼滤波算法对FARSITE林火蔓延预测的修正效果研究》一文中研究指出森林火灾是一种全球性的灾害现象,各地每年都会有一定数量的森林火灾发生,这些火灾往往规模较大,有时还会形成特大型火灾,控制起来非常困难。火灾不仅会破坏生态系统,还会释放含碳气体形成大面积环境污染,更有可能对人类生命财产造成威胁,每年许多国家在森林火灾管理和扑救上都会投入大量精力。利用计算机仿真模拟技术进行林火预测是提前掌握火灾变化,做好危机防范的重要手段。但森林火灾燃烧机理复杂,其发生发展没有明显规律性,无法进行精确建模。火灾行为受可燃物、地形、气象等多种环境参数的影响,参数的准确获取存在困难,这些都会对预报可信度产生很大影响。本文在给定的火灾案例下,选择FARSITE模拟器作为林火蔓延的仿真工具,以集合卡曼滤波算法作为数据同化方法,开展了动态数据驱动的林火蔓延预测研究,为森林火灾的精准预报提供了新的思路,并主要做了以下两个方面的研究工作:林火蔓延的主要气象因子“风”对集合卡曼滤波算法修正效果的影响研究。本文将火线位置作为待修正参量,针对初始火源位置输入偏差导致的FARSITE火线预测不准确的问题,利用集合卡曼滤波算法同化真实火线观测数据进行动态修正。并在这一过程中加入“风”这一动态数据,研究“风”对算法的修正效果的影响。结果表明:风的存在会加剧预测火线拓扑结构的复杂性,但无论是在无风和还是有风情况下,算法都能降低预测偏差,对火线位置和形态进行有效修正;当输入误差由火源位置这一个变为火源位置和风两个参数都存在误差时,算法修正能力下降,状态变量的均方根误差值曲线由持续下降变为波动状态,后者的火线修正结果不能很好反映系统的真实状态。集合卡曼滤波算法参数对修正效果的影响研究。通过控制变量法分别研究了算法中的几个关键参数:集合元素个数,观测数据标准差及同化频率对FARSITE预测偏差的修正效果的影响。改变参数取值,从火线输出图,火线位置状态变量的均方根误差值、距离指标这几个方面比较同化前后结果的差异。结合多个维度的分析结果进行相关性讨论,总结出算法参数在同化过程中的作用机制,得到参数取值对修正效果的影响规律。研究可为集合同化的参数分析和同化方案的设计提供借鉴。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-30）
方祥,王海晖,陶骏骏,盛昌栋[4]（2019）在《林火蔓延过程中辐射换热和点燃特性分析》一文中研究指出【目的】基于辐射换热原理和火行为模型,从理论角度研究林火蔓延过程中火源辐射换热规律以及辐射点燃的特点。【方法】林火蔓延过程中的燃烧区为辐射源,其向火蔓延前方的热辐射等效为矩形辐射面。矩形热辐射面的长度为火焰长度,宽度对应火线宽度;环境风速的变化导致热辐射面出现不同程度的倾斜。选取枯立木和枯倒木这2类林火环境中典型可燃物作为辐射接受体,并分别设定接受体微元距地面1.5 m高和贴于地面。将林火蔓延以及至林缘后熄灭过程中对目标物的辐射换热分2个阶段计算,由此推导出接受体的瞬态辐射换热通量和累积的辐射换热量的计算式,并相应构筑辐射点燃的判据。与此同时,结合以往对林火行为规律的认识建立起林火蔓延以及至林缘衰弱熄灭过程中火行为参数间的关系式以辅助模型计算。基于火灾安全计算的有效性原则,设定火灾场景为最糟糕情形,即火焰温度赋值为1 200 K、发射率为1.0,并且一般情形下热辐射在大气中透过率为1.0。计算过程中,取火焰火宽度50 m,火焰长度变化范围为5 m～40 m,而风速变化范围则为0 m·s~(-1)～10 m·s~(-1)。【结果】针对特定野外试验工况试算结果确认,辐射换热通量计算结果与野外测量数据高度一致,由此验证了辐射换热模型的可靠性。针对若干火灾场景开展系列计算表明,无论是接受到的辐射换热通量还是累积辐射换热量,枯立木相对于枯倒木都占有优势,但这种优势随环境风速增大有所削弱。火焰蔓延至林缘后对接受体的辐射换热为其能量积累做出主要贡献,是造成辐射点燃的主要能量来源。【结论】随着接受体与林缘间距离的增大,目标物的能量积累水平迅速降低;火焰长度和环境风速则通过改变热辐射辐射换热效率和持续时间以影响辐射点燃的条件。以林缘附近枯立木作为接受体开展热辐射点燃条件的计算证实,当树冠火焰长度增至40 m,30 m以上间隔都能有效避免辐射点燃现象。如果替换成生物防火林带,该间隔则可以大大缩短。本项工作凸显生物防火林带在阻隔林火中的重要性,同时为林火阻隔系统的设计以及林区设施的保护提供特定理论指导。(本文来源于《林业科学》期刊2019年03期）
周国雄,尹克佳,陈爱斌[5]（2018）在《基于DEVS建模的动态数据驱动林火蔓延模型》一文中研究指出针对林火行为具有突发性强、处置救助比较困难、破坏性大等特点,将动态数据系统和离散事件系统规范模型相结合,提出了一种基于DEVS建模的动态数据驱动林火蔓延模型。动态数据系统需要通过计算机软件及各环境下数据特点进行交互来实现,特点是数据灵活真实。DEVS支持面向对象建模,可以使系统的建模与仿真趋于模块化、层次化和形式化。该模型是根据动态数据系统和离散事件系统规范模型在林火蔓延模拟应用中各自的结构特点,并结合系统试验区用户的具体功能需求而构建的。将该模型应用于某山场发生的一起森林火灾模拟过程中,具有高度的真实相似性。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2018年10期）
翟春婕,张思玉,郑怀兵,闫德民,彭徐剑[6]（2018）在《一种基于数据融合的林火火线动态蔓延预测方法的研究》一文中研究指出准确预测林火蔓延对于有效防治野火危害具有重要意义。传统林火蔓延速度场经验模型需要可燃物特性、坡度、温度及湿度等众多实测参数,由于参数均具有不同的时空分布,限制了模型的实际应用。因此提出速度场实时测量及水平集法模拟林火蔓延两种技术相结合的方法,通过测定火蔓延锋面的位置获取当前时刻锋面处的速度场分布并对此速度场在未燃烧区域进行延拓,结合水平集法预测林火蔓延,并使用数值模拟及实验数据验证了该方法能够有效预测短期内林火蔓延趋势,得出基于速度场的数据融合方法可满足实际林火蔓延建模的需求。(本文来源于《火灾科学》期刊2018年03期）
王鹏[7]（2018）在《基于混合HOGA-SVM信息融合的林火蔓延模型研究》一文中研究指出我国是森林火灾多发国家,火灾严重危害了人类生命财产安全,同时也严重破坏了生态环境。为了有效地制定扑火决策,控制火场的持续蔓延,减少火灾带来的财产损失,必须深入研究林火蔓延的机理,对林火蔓延进行准确地预测。林火蔓延是一个动态的复杂系统,蔓延过程中,林火燃烧释放的热量会影响当前火灾区域的天气条件,而温度、湿度、风速、风向等天气条件又是影响林火蔓延的重要因素。因此,要准确地预测林火蔓延,必须考虑到热量与天气条件的相互影响。本文以湖南地区的森林火灾为研究对象,选择王正非模型作为林火蔓延模型,建立热量挥发模型,并将它与天气模型中的天气数据进行信息融合,把融合后的数据信息输入模拟系统进行林火蔓延模拟,得到基于混合HOGA-SVM的热量挥发模型和天气模型信息融合的林火蔓延模型。论文的的研究内容有:(1)将王正非林火蔓延模型与BURNUP模型以及WRF-Fire模型相结合,构建适用于我国南方集体林区的热量挥发模型。该模型可以比较准确地计算出可燃物在不同条件下的燃烧时间、燃烧过后的剩余质量分数、以及燃烧过程中释放的热量。(2)选择空间天气定量化预报系统中的空间天气模型,利用混合SVM算法将空间天气模型中的天气数据与热量挥发模型中的热量数据进行信息融合,将融合后的实时天气数据用于林火蔓延模拟,建立基于信息融合的林火蔓延模型。为了提高SVM的性能和精度,采用HOGA算法对SVM的参数进行优化。(3)以湖南南部地区火灾案例为例,进行了实例研究。将不同方法模拟的火场面积和周长与实际火场比较,得到的结果表明,本文提出的算法在预测精度上明显优于本文提到的其它林火蔓延预测方法。本文的研究成果为林火蔓延预测提供了一种新的思路和理论支持。相较于传统的预测方法和动态数据驱动方法,本文方法可以获得更准确的林火蔓延结果;并且可以用于制定有效的灭火措施,也可以应用于提高灭火资源调度的准确性,具有非常好的应用前景。(本文来源于《中南林业科技大学》期刊2018-06-01）
翟春婕[8]（2018）在《林火时变辐射热流下可燃物热解着火及火蔓延模型研究》一文中研究指出生态文明建设在国民经济发展中扮演了很重要的角色,森林火灾作为全球发生最频繁、处置最困难、危害最严重的自然灾害之一,是生态文明建设成果和森林资源安全的最大威胁,我国作为一个缺林少绿的国家,需要加强森林防火工作。林火蔓延作为重要的林火行为之一,其决定了森林火灾发生发展趋势,因此对其发展规律的研究是保护森林资源,建设生态文明,提升应急管理水平,推进森林防火治理体系的重要手段。本文主要考虑了林火产生外界辐射热流的时变性,并研究了时变热流下炭化与非炭化可燃物热解及着火特性的实验及理论模型,进一步模拟及实验研究火蔓延锋面演进过程,主要内容包括以下四个方面:1.实现林火蔓延时变热流,并开展时变热流下可燃物的热解及着火时间特性研究。建立了木材和有机玻璃(PMMA)在时变热流作用时的热解解析及数值模型,结果表明着火时间与时变热流的参数之间有明确的幂函数关系。利用实验室早期火灾实验平台,通过比例-积分-微分(PID)控制方法实现了线性及平方时变热流,并实验研究了时变热流作用下木材和PMMA的热解及着火时间特性,验证了理论分析结果。2.由于解析解中忽略了热解、辐射换热等因素,为了快速准确获得不同参数作用时可燃物的着火时间,本文使用机器学习方法通过数值模型产生数据训练预测网络,最终实现不同种类热流、不同材料特性、不同外部环境时可燃物着火时间的快速准确预测,其结果相比解析解精度更高,数值解速度更快,为机器学习方法在热解研究中的广泛应用提供了新的思路。3.建立基于数据融合的火蔓延锋面预测模型。模型包括实时速度场测量、火蔓延锋面演进预测及速度场参数修正叁个模块,其中速度场测量模块通过提取火场实时锋面位置,计算其在垂直锋面方向的位移获得锋面处法向速度场分布;在火蔓延锋面演进预测模块中引入水平集函数,通过给定速度场时计算未来时刻锋面的位置,将锋面位置隐藏于高维空间,较为方便地处理锋面相交、消失等拓扑结构发生变化时的蔓延情况;速度场参数修正是基于速度场测量结果重新训练机器学习神经网络。本文对叁个模块进行了测试,首先结合水平集法和速度场经验公式计算了风速、坡度、锋面相交等因素对火蔓延的影响,结果表明水平集法能够有效实现给定速度场时锋面位置的演进,然后基于速度场测量模块计算了水平集法获得锋面处的法向速度场,并与已知经验公式结果进行比较,表明其能够快速准确计算法向速度场。4.基于灌木及落叶的火蔓延实验数据进行了测试,使用机器学习更新了速度场预测网络参数,预测未知时刻的锋面位置并与实际锋面进行了比较,表明该模型能够摆脱速度场经验公式的限制,实现短时的火焰锋面预测,为数据融合方法在林火蔓延模型中的实际应用提供了理论基础。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-25）
吴瑞旭,徐伟恒,王秋华,杨磊,刘黄飞[9]（2018）在《基于ArcGIS的高原林火蔓延叁维可视化系统》一文中研究指出利用云南省昆明市安宁地区2006年"3.29"重大森林火灾数据作为研究对象,在ArcGIS软件支持下,根据研究区域自动生成叁维可视化地形图,搜集气象、植被、地形数据,选用Rothermel地表火蔓延模型,使用基于DEM栅格的元胞自动机林火蔓延算法,动态模拟林火蔓延过程。该系统叁维可视化显示更加直观、形象,有助于灭火人员及时了解火灾蔓延动态,可以为林火预警、监测、分析、统计和应急预案的制定提供科学依据。(本文来源于《西部林业科学》期刊2018年01期）
王丹[10]（2017）在《林火蔓延中的数据同化方法研究》一文中研究指出森林火灾严重破坏生态系统及人类的生命财产安全,因此研究林火蔓延机理,对林火蔓延发展进行准确地预测和模拟,可以有效地制定扑火决策,控制火场的持续蔓延。然而作为一种复杂系统,准确地预测林火蔓延依赖于很多因素,包括地理信息数据,可燃物数据、气象条件、高效准确的林火蔓延模型等。但由于林火蔓延的动态性和复杂性,很难准确地获得这些数据。本文以湖南地区的森林火灾为研究对象,在不考虑灭火的前提下,选择基于离散事件系统规范(Discrete Event System Specification,DEVS)的王正非模型(简称 DEVS-王正非模型)为林火蔓延的仿真模型,研究了林火蔓延仿真预测过程中的数据同化方法。本文的主要工作如下:(1)针对DEVS-王正非模型林火蔓延预测精确度较低的问题,采用分布式存储及计算框架,结合粒子滤波算法原理,搭建基于Hadoop的林火蔓延数据同化方法框架。(2)利用分布式文件存储技术对采集的林火蔓延仿真所需的模型数据进行存储管理,以更方便有效的形式供数据同化系统调用。(3)基于DEVS-王正非林火蔓延模型,以火场外围火线为林火蔓延的状态,结合分布式计算框架MapReduce和粒子滤波算法,将火线及其外围温度作为比较参数,设计了采样算法和测量密度的计算方法,实现了林火蔓延仿真预测过程中的数据同化。本文选择影响林火蔓延的主要气象因子“风”作为动态数据,分别以风速和风向作为模拟因子,根据提出的林火蔓延数据同化方法,对其进行实验仿真模拟。实验结果表明提出的林火蔓延数据同化方法,能够有效的矫正由于气象数据采集误差而导致的林火蔓延仿真预测的不准确,从而提高林火蔓延仿真模型的预测精度。(本文来源于《中南林业科技大学》期刊2017-06-01）
林火蔓延论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
现有应用元胞自动机理论的林火蔓延算法与现实蔓延规律差距较大,它忽视了某些重要的蔓延现象,因此造成了林火蔓延预测精度的下降。针对上述问题,基于元胞自动机的林火蔓延速度模型,提出"有效"速度概念,引入状态权重系数,使元胞状态变化更加贴近实际林火蔓延的变化。在此基础上,分析燃烧贡献重迭问题,设计算法去除燃烧重迭带来的影响,提高林火蔓延预测的精度。利用遗传算法优化出林火蔓延的模型参数,进一步改进王正非速度模型。最后通过仿真实验验证林火蔓延模型的有效性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
林火蔓延论文参考文献
[1].张民侠,郑怀兵,吴沛彦.基于大数据分析的林火蔓延模型[J].电子元器件与信息技术.2019
[2].李兴东,李鑫,李晓锟,杨登锋,王扬威.一种基于元胞自动机的林火蔓延模型[J].林业机械与木工设备.2019
[3].钱兰.集合卡曼滤波算法对FARSITE林火蔓延预测的修正效果研究[D].中国科学技术大学.2019
[4].方祥,王海晖,陶骏骏,盛昌栋.林火蔓延过程中辐射换热和点燃特性分析[J].林业科学.2019
[5].周国雄,尹克佳,陈爱斌.基于DEVS建模的动态数据驱动林火蔓延模型[J].系统仿真学报.2018
[6].翟春婕,张思玉,郑怀兵,闫德民,彭徐剑.一种基于数据融合的林火火线动态蔓延预测方法的研究[J].火灾科学.2018
[7].王鹏.基于混合HOGA-SVM信息融合的林火蔓延模型研究[D].中南林业科技大学.2018
[8].翟春婕.林火时变辐射热流下可燃物热解着火及火蔓延模型研究[D].中国科学技术大学.2018
[9].吴瑞旭,徐伟恒,王秋华,杨磊,刘黄飞.基于ArcGIS的高原林火蔓延叁维可视化系统[J].西部林业科学.2018
[10].王丹.林火蔓延中的数据同化方法研究[D].中南林业科技大学.2017
论文知识图
