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林火的监测与预报、火情发生后的蔓延趋势模拟以及扑火应急决策方案的快速制定和实施,有助于减少森林火灾的影响范围,防止形成重特大森林火灾,避免造成资源及经济的严重损失。本文基于遥感及GIS数据,从提高大型林火蔓延计算机模拟的效率及精度出发,研究林火蔓延计算机模拟可视化算法,并结合扑火模式特点及应急决策调度的需要,将此算法应用到扑火应急决策方案的设计中,辅助决策者制定高效可行的扑火方案。主要研究内容包括: (1)借助不同时间的Landsat TM/ETM+数据分别提取火区的可燃物空间分布状况,林火发生时火场具体火情;利用ASTER GDEM Version2数据获取火区高程,并提取坡度数据。 (2)分析实际林火火场数据,构建了一种改进的林火蔓延模型与元胞自动机耦合的林火蔓延仿真算法,实现林火蔓延计算机模拟。模拟结果表明:该算法可逆且准确性较高,改进后的模型能够提高模拟火情与实际火情之间的时空一致性,时间步长取整个元胞完全燃烧时间的1/8,既能满足模拟的精度,又提高了算法执行效率。 (3)分析扑火行为对林火蔓延的影响,构建扑火模型并与林火蔓延模型联合设计扑火过程模拟元胞自动机算法,实现林火扑救过程模拟仿真及最优扑火点选取,再结合最短路径原则及各扑救点需求,得到扑火人员、物资调度方案及前往路径。结果表明,林火蔓延模拟不仅使决策者直观地了解了火情的发展趋势,还能再开发得到扑火决策方案,给决策者以定量化且实用的扑火决策资源调度参考。 (4)基于C#+ArcGIS Engine开发完成集林火模拟与应急决策为一体的林火模拟决策支持系统,方便决策者使用。