基于GIS的森林火場模擬關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、森林是人類寶貴的物質(zhì)資源，在森林火災(zāi)發(fā)生時，為了盡快發(fā)現(xiàn)火情，及早撲滅火災(zāi)，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(zhǔn)確預(yù)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(guān)鍵技術(shù)算法進行了深入的研究，提出了新的改進算法和實現(xiàn)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(nèi)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(shù)

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(xué)習(xí)工具。利用已有森林火場的圖像數(shù)據(jù)進行學(xué)習(xí)，提高森林火場自動識別的準(zhǔn)確率。實驗結(jié)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(shù)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(shè)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(biāo)注、識別、S

3、VM和數(shù)據(jù)維護等功能，在應(yīng)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(dāng)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(jié)構(gòu)四叉樹地形簡化算法進行了改進，構(gòu)建了基于四叉樹結(jié)構(gòu)的多分辨率紋理模型和基于四叉樹結(jié)構(gòu)的空間索引，形成了一整套基于四叉樹結(jié)構(gòu)的森林火場三維地形數(shù)據(jù)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(shù)的三維地形模擬
　　結(jié)合前面的三維地形簡化技術(shù)，使用Chunked LOD算法，實現(xiàn)了基于GPU技術(shù)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