林火概率预测系统的设计与实现

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1、林林林火火火概概概率率率预预预测测测系系系统统统的的的设设设计计计与与与实实实现现现DesignandImplementationofForestFireProbabilityPredictionSystem学科专业：计算机科学与技术作者姓名：高学攀指导教师：廖士中教授天津大学计算机科学与技术学院二零一五年十二月摘要森林是我国重要的资源之一，而森林火灾是影响森林发展的主要灾害，不仅直接影响森林生态平衡，造成经济和生态资源流失，而且危及到人民生命财产的安全。因而，研究有效、实用的林火预测系统，是降低林火损失的重要途径。本工作针对林火预测具有影响因素多、机制复杂、难以结

2、构化等问题，设计并实现实用的林火概率预测系统。具体工作包括：1.设计系统结构，以气象、植被、地理、人口分布等数据作为输入，应用贝叶斯网络计算林火概率，以林火概率和林火风险等级作为输出。2.设计并实现贝叶斯网络推理系统，综合林火历史数据建立贝叶斯网络模型，并应用联合树算法进行概率推理。在云南省实际林火历史数据上对系统进行了测试，比较了林火概率预测系统与加拿大火险天气指标(FWI)系统的性能，验证了系统的可行性和实用性。关关关键键键词词词：：：森林火灾，贝叶斯网络，参数学习，联合树算法，概率推理IABSTRACTForestisoneofthemostimportant

3、resourcesinChina,andforestfiresisoneofthemajorcalamitiesinforestdevelopment.Forestfiresnotonlydirectlyaffectthebalanceofforestecological,resultinginthelossofeconomicandecologicalresources,butalsoendangerpeople’slivesandproperty.Therefore,developingaeffectiveandpracticalforestfirepredictio

4、nsystem,isanaturalapproachtoreducethelosscausedbyforestfires.Forestfirepredictioninvolvesmanyinfluencefactors,complexoccurrencemechanis-m,andunstructuredinputdata.Toaddresstheseissues,apracticalforestfireprobabilitypredictionsystemisdesignedandimplemented.Themainworkincludes:1.Designofthes

5、ystemstructure.Thesysteminputsmeteorological,geographical,vegetationandpopulationdistributiondata,computestheprobabilityofforestfireviaBayesiannetwork(BN),outputstheprobabilityandrisklevelofforestfire.2.DesignandimplementationoftheBNinferencesystem,whichbuildsBNmodelwithhistoricalforestfi

6、resrecords,performsprobabilisticinferenceviathejunctiontreealgorithm.ExperimentalresultsonrealrecordsofforestfiresinYunnanprovinceandcomparisonwiththeCanadianForestFireWeatherIndex(FWI)Systemdemonstratethatthesystemisfeasibleandpractical.KEYWORDS:ForestFires,BayesianNetwork,ParameterLea

7、rning,JunctionTreeAlgorithm,ProbabilisticInferenceII目录摘要..........................................................................................................................IABSTRACT.................................................................................................