研究森林火灾扩散是一个涉及多学科(如气象学、地理学、生态学、物理学和计算机科学)的复杂问题。需要从数据收集、模型构建和算法验证三个步骤开展研究。
研究方法
1.数据收集
气象数据:风速、风向、温度、湿度、降水等(关键驱动因素)。
地形数据:坡度、坡向、海拔。
植被数据:可燃物类型(如枯木、草地、灌木)、含水量、分布密度。
历史火灾数据:过去火灾的扩散路径、燃烧面积和速度。
2.模型构建
物理模型:基于燃烧动力学、流体力学方程(如能量守恒、质量传递)。
例如:Rothermel模型(可燃物燃烧速率)、王正非林火蔓延模型。
统计模型:通过历史数据拟合火势扩散规律(如线性回归、随机森林)。
机器学习模型:利用深度学习(如LSTM、CNN)预测火势路径。
混合模型:结合物理方程与数据驱动方法。
3.算法验证
软件仿真:用开源工具模拟不同条件下的火势扩散。如FARSITE、Cell2Fire等。
历史验证:对比模拟结果与历史上实际火灾案例对比。
数据获取地址
NASA FIRMS:实时卫星火点数据 https://firms.modaps.eosdis.nasa.gov
USGS Earth Explorer:地形和植被数据 https://earthexplorer.usgs.gov
Global Forest Watch:森林覆盖变化 https://www.globalforestwatch.org