[发明专利]森林可燃物精度的林火蔓延模拟方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种森林可燃物精度的林火蔓延模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

基于激光雷达探测获得森林参数信息；

通过实验对森林可燃物样本进行测量，获得所述森林可燃物样本的特性数据；

根据所述森林参数信息和所述森林可燃物样本的特性数据构建森林可燃物模型；

基于所述森林可燃物模型和预设的林火蔓延模拟模型，对模拟区域的林火蔓延过程进行仿真模拟，获得所述模拟区域的模拟结果。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述预设的林火蔓延模拟模型为三维元胞自动机模型；

所述三维元胞自动机模型中，元胞空间的邻域类型为Moore型邻域，定义元胞状态包含以下状态：

尚未燃烧状态；开始燃烧状态，所述开始燃烧状态下的元胞不能向邻域内元胞传热；正在燃烧状态，所述正在燃烧状态下的元胞向邻域内元胞传热；逐渐熄灭状态，所述逐渐熄灭状态下的元胞不能向邻域内元胞传热；已经熄灭状态。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述三维元胞自动机模型的状态转移方程为：

其中，为元胞下一时刻的状态，为所述元胞当前时刻的状态，p(fire)为火传热量的概率，p(K_S)为可燃物被点燃的概率，p(sp)为受火蔓延速度影响的概率，p(ω)表示受气象因素影响的概率，为受地形的影响概率，

4.根据权利要求2或3所述方法，其特征在于，所述基于所述森林可燃物模型和预设的林火蔓延模拟模型，对模拟区域的林火蔓延过程进行仿真模拟，获得所述模拟区域的模拟结果，包括：

根据所述森林可燃物模型确定所述模拟区域内的可燃物的属性数据；

根据所述模拟区域内的可燃物的属性数据计算可燃物配置系数；

基于所述可燃物配置系数计算林火蔓延速度；

当接收到模拟结束指令或者所述模拟区域内的元胞均为所述尚未燃烧状态或所述已经熄灭状态时，模拟结束。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述基于所述可燃物配置系数计算林火蔓延速度，包括：

根据初始蔓延速度、气象更正系数、地形更正系数以及所述可燃物配置系数计算获得所述林火蔓延速度。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述根据初始蔓延速度、气象更正系数、地形更正系数以及所述可燃物配置系数计算获得所述林火蔓延速度，包括：

使用以下公式计算所述林火蔓延速度：

R₀＝a*T+b*W+c*(100-RH)-d；

K_ω＝exp(0.1783*v*cosθ)；

其中，R为所述林火蔓延速度，R₀为所述初始蔓延速度，K_S为所述可燃物配置系数，K_ω为所述气象更正系数，为所述地形更正系数；a,b,c为常数，T为环境空气温度，W是风级，RH为空气相对湿度，v为风速，为风向与火势蔓延方向的夹角，h为坡度，g为山丘方向，所述山丘方向表示为：1为上坡，-1为下坡。

7.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述森林参数信息包括植被结构信息，所述植被结构信息包括但不限于以下任意一种或几种：植被的树高、冠幅、胸径、覆盖度、叶面积指数；

所述森林可燃物样本的特性数据包括但不限于森林可燃物样本的燃点和热值。

8.一种森林可燃物精度的林火蔓延模拟方法装置，其特征在于，包括激光雷达探测模块、可燃物内特性测量模块和林火蔓延模拟模块，其中：

所述激光雷达探测模块，用于基于激光雷达探测获得森林参数信息；

所述可燃物内特性测量模块，用于通过实验对森林可燃物样本进行测量，获得所述森林可燃物样本的特性数据；

所述林火蔓延模拟模块，包括根据所述森林参数信息和所述森林可燃物样本的特性数据构建的森林可燃物模型，所述森林可燃物模型用于对模拟区域的林火蔓延过程进行仿真模拟，获得所述模拟区域的模拟结果。