[发明专利]可视化林火蔓延仿真方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种可视化林火蔓延仿真方法、装置及存储介质，该林火蔓延仿真方法包括步骤：S10：初始化设置参数；S11：从该着火点位置分裂生成多个触发点；S12：计算所有触发点的蔓延速率；S13：使该所有触发点分别沿各自的蔓延方向，以各自的蔓延速率蔓延，直到仿真计算周期结束；S14：计算该所有触发点中每相邻两个触发点之间的距离差；S15：判断该距离差是否超过该偏差值，如果是，则将每个触发点的终点蔓延位置分别作为新的着火点位置，返回步骤S11；反之，则返回步骤S12。本发明采用触发点机制，不断产生新的触发点进行蔓延，来模拟林火实际的蔓延过程，相比其他林火蔓延仿真方法，本发明更贴近林火实际蔓延的过程。

技术领域

本发明涉及林火仿真技术领域，尤其是涉及一种可视化林火蔓延仿真方法、装置及存储介质。

背景技术

森林在人类生活、经济社会发展中起着越来越重要的作用，对森林的破坏起着重大因素的是森林火灾。为了保护森林，人们有必要研究森林火灾的蔓延规律，从而减少森林火灾发生时对人类带来的损失。

林火蔓延模型大概分为三类：经验模型、半经验模型以及物理模型。经验模型又可称为统计模型，它只是对火场的相关数据进行搜集、整理、分析，最终做出具有统计性质的相关结果描述，而并不考虑燃烧的相关机理，比较有代表性的经验模型主要有两个，分别是澳大利亚的McArthur模型和加拿大的国家林火蔓延模型。而半经验模型，与经验模型相比引入了传热机制，导出的基本方程均是从能量守恒的原则出发的，半经验模型中比较著名的模型有美国的Rothermal模型以及目前比较受到广泛关注的基于元胞自动机模型。而国内比较有地位的则属王正非林火蔓延模型等及其相对应的修正模型。

在林火蔓延的可视化仿真方面，目前主要有两个方向，一是基于栅格数据的元胞自动机模拟，二是基于矢量数据的Huygens原理模拟。这两个方向存在如下缺点：

元胞自动机模型，是一种结合蒙特卡洛模拟的模型，理论上它可以对任意空间定义。但这种模型与实际的林火蔓延情况并不相符，并且空地转为林木的概率、近邻无火的树被点燃的概率等都难以确定。

基于矢量数据的Huygens原理模拟，假定火场边界为椭圆形，与林火实际蔓延的情况也不相符。

因此，有必要针对国内森林的实际情况，研发出一种新的可视化林火模拟仿真方法，能否真实有效地模拟林火蔓延的过程，以帮助人们预防和处置森林火灾。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种可视化林火蔓延仿真方法、装置及存储介质，能够真实有效地模拟林火蔓延的过程。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种可视化林火蔓延仿真方法，该林火蔓延仿真方法包括步骤：S10：初始化设置参数，该设置参数包括：着火点位置、多个GIS网格、该着火点位置的初始蔓延速率、多个蔓延方向、偏差值以及仿真计算频率；S11：从该着火点位置分裂生成多个触发点；S12：计算所有触发点的蔓延速率；S13：使该所有触发点分别沿各自的蔓延方向，以各自的蔓延速率蔓延，直到仿真计算周期结束；S14：计算该所有触发点中每相邻两个触发点之间的距离差；S15：判断该距离差是否超过该偏差值，如果是，则将每个触发点的终点蔓延位置分别作为新的着火点位置，返回步骤S11；反之，则返回步骤S12。

其中，该多个蔓延方向包括八个方向：上、下、左、右、左上45度方向、右上45度方向、左下45度方向、右下45度方向；该步骤S11包括：以该着火点位置为圆心，在该八个方向的每个方向上分别生成一个蔓延点；对每个该蔓延点判断其蔓延方向是否位于蔓延边界内，如果是，则剔除该蔓延点，反之，将该蔓延点作为一个触发点；其中，该蔓延边界为该所有触发点形成的向外蔓延区域。