一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法及系统，该方法包括：获取森林火灾火点监测数据并提取森林火灾的受灾区域边界，得到受灾区域边界信息；根据受灾区域边界信息确定蔓延模型关键参数的速度集并构建初始蔓延模型；对初始蔓延模型进行简化，得到简化后的离散蔓延模型；基于简化后的离散蔓延模型进行受灾区域动态仿真。该系统包括：信息提取模块、初始模型构建模块、简化模块和动态仿真模块。通过使用本发明专利技术，能够在保证预测精度的情况下，减小完成受灾区域动态仿真所需的时间。本发明专利技术作为一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法及系统，可广泛应用于地理信息处理领域。理领域。理领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法及系统


[0001]本专利技术涉及地理信息处理领域，尤其涉及一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法及系统。

技术介绍

[0002]在世界范围内，蔓延性灾害频发，威胁生态环境、生命与财产安全。下面以森林火灾为例介绍蔓延控制。大规模森林火灾难以人工扑灭，通常需要有效地建立隔离带，以遏制蔓延或保护人类和动物的栖息地。而构建隔离带的前提是，要尽可能快速准确地预测出受灾区域随时间变化的过程且同时设计控制策略并量化其对受灾区域的影响。
[0003]在现有蔓延性灾害的研究中，通常使用基于离散微分包含的蔓延控制模型来模拟出森林火灾动态蔓延过程，但是目前选取的有限个离散点及其速度集在数目方面没有明确限定，如果选取的离散点过多，会导致利用该离散模型对受灾区域进行数值仿真时计算量过大。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法及系统，能够在尽可能保障模型准确率的前提下，大幅提升蔓延动态仿真速度。
[0005]本专利技术所采用的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取森林火灾火点监测数据并提取森林火灾的受灾区域边界，得到受灾区域边界信息；S2、根据受灾区域边界信息确定蔓延模型关键参数的速度集并构建初始蔓延模型；S3、对初始蔓延模型进行简化，得到简化后的离散蔓延模型；S4、基于简化后的离散蔓延模型进行受灾区域动态仿真。2.根据权利要求1所述一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法，其特征在于，所述获取森林火灾火点监测数据并提取森林火灾的受灾区域边界，得到受灾区域边界信息这一步骤，其具体包括：S11、从森林火灾火点监测网站上下载由卫星探测得到的地表温度数据并读取该地表温度数据中的原始热红外数据集；S12、根据原始热红外数据集筛选火点信息；S13、根据火点信息提取得到实际的森林火灾的受灾区域边界。3.根据权利要求2所述一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法，其特征在于，所述根据受灾区域边界信息确定蔓延模型关键参数的速度集并构建初始蔓延模型这一步骤，其具体包括：选择研究区域Ω并在研究区域Ω内生成n个离散点：x1，x2，x3，...，x
n
∈Ω，并为这n个离散点设置对应的速度集：F(x1)，F(x2)，F(x3)，...，F(x
n
)。4.根据权利要求3所述一种基于模型简化的火灾蔓延模拟加速方法，其特征在于，所述对初始蔓延模型进行简化，得到简化后的离散蔓延模型这一步骤，其具体包括：S31、将小三角形区域内的还未正确分类的离散点根据它们之间欧式距离的大小粗分类为k组数据子集；S32、遍历这k组数据子集，在每组数据子集中选择4个离散点作为一个4点组，4点组数量为k组；S33、判断每个4点组是否同处于一个的小三角形区域内；S34、保留包含在同一个小三角形内的4点组并将不处于同一小三角形的4点组设为空值；S35、遍历所有非空的4点组，去掉属于同一个小三角形的多余的4点组，剩余4点组的数量为k
′
组；S36、遍历区域内n个离散点，判断到离散点x
i
和某个4点组属于相同小三角形，则将离散点x
i

【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，陈小莹，杨逍，黄俊康，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：