基于GIS的森林火場模擬關鍵技術研究.pdf

1、森林是人類寶貴的物質資源，在森林火災發(fā)生時，為了盡快發(fā)現火情，及早撲滅火災，做到“打早、打小、打了”，需要及時掌握火點周圍基本情況，才能對火勢發(fā)展進行準確預測和模擬。本文以伊春紅星林業(yè)局二皮河林場為主要研究對象，針對目前GIS系統(tǒng)涉及的一些關鍵技術算法進行了深入的研究，提出了新的改進算法和實現途徑，推動了森林火場GIS系統(tǒng)的深入發(fā)展。本文主要研究了以下4個方面內容:
　　(1)基于多特征相融合和支持向量機的森林火場識別技術

2、　　針對森林火場的快速識別采用了新的顏色特征提取方法，融合圖像的顏色、紋理和形狀特征作為圖像的特征向量，并用支持向量機作為學習工具。利用已有森林火場的圖像數據進行學習，提高森林火場自動識別的準確率。實驗結果表明，基于HSV空間的18色非均勻量化算法，與傳統(tǒng)166色和36色算法相比，特征維數和計算量都減少了，但檢索效率卻提升了0.6％，適用于森林火場的快速識別。設計編寫了森林火點圖像識別系統(tǒng)，此系統(tǒng)具備基本的特征提取、融合、標注、識別、S

3、VM和數據維護等功能，在應用中取得了較好的實施效果。
　　(2)森林火場三維地形簡化算法
　　深入研究了當前主流的三維地形簡化算法，并對這些地形簡化算法進行分析比較。對基于視點的混合結構四叉樹地形簡化算法進行了改進，構建了基于四叉樹結構的多分辨率紋理模型和基于四叉樹結構的空間索引，形成了一整套基于四叉樹結構的森林火場三維地形數據建模和紋理映射的高效處理方案，使得森林火場的三維漫游速度提升了近2倍。
　　(3)基于GPU

4、技術的三維地形模擬
　　結合前面的三維地形簡化技術，使用Chunked LOD算法，實現了基于GPU技術的森林火場三維地形模擬，充分發(fā)揮了GPU的并行運算能力，與傳統(tǒng)采用CPU計算方式相比，減少了在計算方面的投入費用，提高了森林火場三維地形的繪制效率。
　　(4)林火蔓延模型及其算法改進
　　重點研究了可燃物、地形坡度和氣象條件等影響因子對森林火場的影響，通過對比分析目前常用的幾種林火蔓延模型特點和適用范圍，提出了一種