基于GIS的林火蔓延模型及其模拟研究

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1、基于GIS的林火蔓延模型及其模拟研究摘要火行为具有时间性和空间性，随着人类对火灾知识的不断积累和GIS信息技术的快速发展，林火行为模拟研究逐渐转向空间范围的定量模拟，在森林防火中起着越来越重要的作用。但是由于燃烧的复杂机理、多变的气象、复杂的地形及多样的植被，对于火行为的预测预报的准确性仍需进一步提高。本文对浙江省森林火灾的情况进行了分析，得出火灾发生的规律和特点；通过对火场资料、气象数据及样地资料的分析，建立了林火蔓延的经验模型，并对此模型进行了检验，实现了林火的动态蔓延模拟。本文主要的结论如下：(1)采用因子分析法，得到了对林

2、火燃烧影响较大的变量，即林分因子，风，温度和湿度，坡度，枯落物总载量。(2)采用非线性回归分析方法，并把林木胸径放入模型作为一个影响因子，建立了林火蔓延的经验模型。经检验，此模型对马尾松林有一定的使用价值，此经验模型模拟的火扩散的形状以及火焰前锋的位置和实际扩散过程基本相符，实际过火面积和模拟的过火面积重叠部分达80％以上，且模拟的火区形状及火焰前锋方向和位置也基本相符。结论证明，这一研究方法是可行的。(3)本文用VB编写代码，实现了林火蔓延的可视化，并实现了模拟火场与原火场的叠加功能。林火建模前用因子分析方法选择模型的自变量，国

3、内鲜见报导，另外，在模型中加入胸径这个林分因子也是本文的一个创新。在林火管理的生产实践中，用简单的数学模型近似地描述复杂的林火蔓延过程，要做到精确预测是比较困难的。在本文的研究中，通过一些容易获得的气象因子和可燃物因子直接对林火蔓延速度的影响做出估计，经模拟验证，这样的模型是可行的，而且在本文建立的模型中包括胸径、坡度、风、最小相对湿度这四个因子，林分的平均胸径、坡度在一定区域一定时期内是相对稳定的，可以通过小班数据来获得，而风速风向及最小相对湿度具有随机性，但现代科技可以准确的对气象因子进行预测预报，因而更具实际意义。关键词：G

4、IS；林火蔓延模型；林火蔓延模拟基于GIS的林火蔓延模型及其模拟研究AbstractFirespreadinghasthefeatheroftimeandspace．Withtherapiddevelopmentofgeographyinformationsystemandtheincreasinglygrowthknowledgeoffire，thestudyonsimulationoffirebehaviorchangestothequantificationalsimulation,SOitplaysamoreandmore

5、importantroleinfireprevention．Theforecastaccuracyoffirebehaviorhasfurthertoenhanceforthecomplexburningprincipium，thechangeablemeteorology,thecomplexterrainandthediversevegetation．砥sarticleanalysestheforestfiresituationofZheJiangprovince，itobtainstheruleandcharacterist

6、icoffire；ithasestablishedtheforestfirespreadingexperiencemodelthroughtoanalyzesceneoffire，weatherdataandsampledata．Moreover,ithasverifiedthismodel，andrealizesthedynamicspreadingsimulation．Themainconclusionsofthisarticleareasfollows：·(1)Usingthefactoranalyticmethod，ito

7、btainsvariableswhichhavebiginfluenceonforestfire，namelytheforestfactors，晰nd，thetemperatureandhumidity,theslope，totalloadcapacity．(2)Usingthenon—linearregressionanalysismethod，itputsDBHinthemodelasaninfluencefactor'establishestheforestfirespreadingexperiencemodel．After

8、theproof-test,thismodelisfitfortheMassonpine．Fireproliferationshapeandfrontofflametally、Ⅳiththeactualspreadingprocess．neover