一種基于平面多個(gè)方向的森林小班林火蔓延模擬方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于平面多個(gè)方向的森林小班林火蔓延模擬方法。該發(fā)明是將森林小班林火蔓延方向以著火點(diǎn)為中心向周圍多個(gè)方向上的蔓延速度，并基于柵格影像數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)森林小班林火著火區(qū)域模擬，精確地模擬森林小班林火蔓延。
【專利說(shuō)明】一種基于平面多個(gè)方向的森林小班林火蔓延模擬方法 一、

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于指導(dǎo)森林火災(zāi)撲救的森林小班尺度的林火蔓延模擬方法，特 別是一種基于平面多個(gè)方向的森林小班林火蔓延模擬方法。 二、 技術(shù)背景
[0002] 在我國(guó)應(yīng)用最多的林火蔓延模型包括Rothermel模型及王正非林火蔓延模型。王 正非林火蔓延模型僅適用于坡度在60°以下的地形，上坡和風(fēng)順著向上坡的情況，后來(lái)，毛 賢敏等人考慮風(fēng)向和地形的組合，導(dǎo)出了上坡、下坡、左平坡、右平坡和風(fēng)方向的5個(gè)方向 的方程組，經(jīng)計(jì)算可得出這五個(gè)方向的林火蔓延速度。
[0003] 所以在王正非及經(jīng)毛賢敏等人擴(kuò)展后森林火災(zāi)蔓延模型的實(shí)際應(yīng)用中，由于只考 慮了上述五個(gè)方向上風(fēng)速的參數(shù)，使實(shí)際應(yīng)用受到限制。本發(fā)明從森林小班的尺度上，計(jì)算 多個(gè)方向上林火蔓延速度，用于對(duì)林火蔓延的模擬，能得到更高精度的模擬結(jié)果。 三、


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了提高森林小班林火蔓延模擬的精度，本發(fā)明的目的是提供一種基于平面多個(gè) 方向的森林小班林火蔓延模擬方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：任意方向風(fēng)在坡面上的夾角Φ '， 滿足tan(J) ' = tan4> * cosA，其中，φ為坡度角，Λ為坡向與風(fēng)向偏角， Λ = θ -Α，Θ為風(fēng)向角，A為坡向角。森林小班任意方向林火蔓延速度R， R=R0 X Ks X exp( 0. 1783Vcos妒'）X exp{(-l)°3. 533 [ (―l)°tan (夕 X cos3) !I1.2 其中， R為蔓延速度，Rtl是蔓延的初速度，Ks是可燃物系數(shù)，Φ為地形坡度角，V為風(fēng)速，f為任意 方向風(fēng)在坡面上的夾角，3為沿順時(shí)針?lè)较蚺c正上方向的夾角。特殊方向的角度如下：上坡 φ，=Φ，下坡 Φ，=180° -Φ，左平坡 Φ，=0,右平坡 Φ，=0。
[0006] 本項(xiàng)發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0007] 從多個(gè)方向?qū)α只疬M(jìn)行模擬，避免了先前只通過(guò)五個(gè)方向速度對(duì)林火進(jìn)行模擬的 不完善，其動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，依賴參數(shù)少，獲取方便，提高了模擬的精度和效率，因而可準(zhǔn)確定位林 火蔓延后各方向的位置，且模型具有簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)；根據(jù)所提出的平面多個(gè)方向數(shù)?？?直接模擬小班林火蔓延的過(guò)程。 四、

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為點(diǎn)火源林火蔓延的多個(gè)方向示意圖。
[0009] 圖2為森林小班林火蔓延平面多個(gè)方向示意圖。 五、

【具體實(shí)施方式】：
[0010] 基于平面多個(gè)方向的森林小班林火蔓延模擬方法與現(xiàn)有技術(shù)不同，作了很大改 進(jìn)，具體是： toon] 首先，首先，如圖1所示，將森林小班林火蔓延方向以著火點(diǎn)為中心向周圍多個(gè)方 向?yàn)樯中“嗔只鹇臃较颉?br> [0012] 其次，將森林小班林火蔓延方向以著火點(diǎn)為中心向多個(gè)方向?yàn)樯中“嗔只鹇?方向。任意方向風(fēng)在坡面上的夾角φ'，φ' =arctan(tan4) * CosA )，其中，φ為坡度 角，Λ為坡向與風(fēng)向偏角，Λ = Θ-Α，Θ為風(fēng)向角，A為坡向角。
[0013] 最后，森林小班任意方向林火蔓延速度R， R=R〇xKsxexp(0· nSSVcospOxexpK-l：^· 533[(-l)°tan ( 0xcosa) ]12 其中， R為蔓延速度，Rtl是蔓延的初速度，Ks是可燃物系數(shù)，Φ為地形坡度角，V為風(fēng)速，f為任意 方向風(fēng)在坡面上的夾角，3為沿順時(shí)針?lè)较蚺c正上方向的夾角。特殊方向的角度如下：上坡 φ，=Φ，下坡 Φ，=180° -Φ，左平坡 Φ，=0,右平坡 Φ，=0。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于平面多個(gè)方向的森林小班林火蔓延模擬方法，其特征是：在森林小班內(nèi)， 考慮林火蔓延初速度、可燃物系數(shù)、地形坡度、風(fēng)速、林火蔓延方向角的基礎(chǔ)上，任意風(fēng)向上 林火蔓延模擬的方法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的森林小班任意方向林火蔓延模擬的方法，其特征是任意方向 風(fēng)在坡面上的夾角Φ'，滿足tancK=tan(J)XcosA其中，φ為坡度角，Δ為坡向與風(fēng) 向偏角，Λ=Θ-Α，Θ為風(fēng)向角，A為坡向角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的森林小班任意方向林火蔓延速度R， R^RoxKsXexpCO.nSSVcospOxexpM-UUSSK-Dotani^xcosa)]1-2 其中，R為蔓延速度，Rtl是蔓延的初速度，Ks是可燃物系數(shù)，Φ為地形坡度角，V為風(fēng)速，f為 任意方向風(fēng)在坡面上的夾角，3為沿順時(shí)針?lè)较蚺c正上方向的夾角。特殊方向的角度如下： 上坡=Φ，下坡= 180° -Φ，左平坡= 0,右平坡= 0。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104462721SQ201410822070
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】馮仲科, 馮澤邦, 楊柳, 郭江 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)