針對(duì)火源位置輸入偏差導(dǎo)致的FARSITE林火行為模型火線預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確的問(wèn)題,提出了一種基于集合卡曼濾波算法的動(dòng)態(tài)修正方法。利用FARSITE對(duì)復(fù)雜工況下的林火蔓延過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,以火線位置為待修正參量,以均方根誤差（RMSE）為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)算法的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證,并研究了算法的集合元素個(gè)數(shù),觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差及同化頻率對(duì)FARSITE預(yù)測(cè)偏差的修正效果的影響。結(jié)果表明:算法能顯著提高FARSITE火線預(yù)測(cè)精度;逐時(shí)同化時(shí):集合元素個(gè)數(shù)為5時(shí),算法的修正效果并不理想,隨著集合元素個(gè)數(shù)增大,樣本誤差減小,修正效果得到改善,但增大到30以上時(shí),修正能力的提升就不再明顯;觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差大小與RMSE值呈正相關(guān);給定條件下當(dāng)同化頻率由1 h/次降低至2 h/次,整個(gè)模擬時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的誤差仍能得到較好控制,RMSE曲線并不會(huì)過(guò)快增長(zhǎng)。 

【文章來(lái)源】：火災(zāi)科學(xué). 2020,29(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

火線上標(biāo)記點(diǎn)的橢圓蔓延示意圖

圖1 火線上標(biāo)記點(diǎn)的橢圓蔓延示意圖FARSITE能綜合考慮地形(海拔,坡度,坡向)、可燃物、氣候(風(fēng)況,降水,濕度)等因素對(duì)林火蔓延的影響,但不對(duì)火災(zāi)的復(fù)雜物理化學(xué)過(guò)程做精細(xì)求解,因此可以對(duì)大空間尺度的森林火災(zāi)進(jìn)行快速模擬預(yù)測(cè),能滿足實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的要求,同時(shí)可以二維矢量圖的方式直觀展現(xiàn)林火行為狀態(tài),在林火管理中具有重要應(yīng)用價(jià)值。

由于模擬所需輸入?yún)?shù)眾多,實(shí)際獲取困難,而本文的主要研究目的是從理論上驗(yàn)證修正方法的可行性,因此同Lin和Liu[24]一樣,本文選用了FARSITE自帶的Ashley案例進(jìn)行算法驗(yàn)證。Ashley案例中模擬區(qū)域在東西方向的跨度為8 km,南北方向跨度為11 km�；饒�(chǎng)環(huán)境因素復(fù)雜:地形隨空間位置發(fā)生變化、可燃物成分復(fù)雜且非均勻分布、氣候條件也是時(shí)變的,接近真實(shí)火災(zāi)場(chǎng)景。圖4用不同顏色給出了Ashley案例的可燃物分布并標(biāo)出了本實(shí)驗(yàn)中真實(shí)組和誤差組的火源位置。其他參數(shù)設(shè)置見表1。4 結(jié)果分析與討論

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]林火蔓延的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)仿真理論及方法的研究[D]. 高心丹.東北林業(yè)大學(xué) 2012
[2]動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)林火蔓延自適應(yīng)模擬技術(shù)研究[D]. 周宇飛.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2010
[3]動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的林火蔓延模擬系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊廣斌.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2008



本文編號(hào)：3539003