草原火灾蔓延预测系统技术方案

本发明专利技术公开一种草原火灾蔓延预测系统，其包括有用于存储草原地理信息数据的数据服务器，提供服务的应用服务器，至少一个高性能工作站或者至少一个客户端及预测系统，其中所述预测系统包括有输入模块、网格化运算模块、火头速度运算模块、蔓延趋势运算模块和数据输出显示模块等；优点在于：本发明专利技术草原火灾蔓延预测系统解决了目前国内没有成型的草原火灾蔓延预测工具的问题，为草原火灾发生后提供可靠、详尽的蔓延趋势预测，为相关部门提供灭火、可能受灾的人员及财产撤离以及灾后救援提供有力的决策支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种预测系统，尤其是涉及一种草原火灾蔓延预测系统。
技术介绍
目前草原发生火灾，尚还没有专门用于草原火灾蔓延的预测系统，对于草原火灾 的救助，目前还处于一个盲动的救助状态，从而不能形成可靠的火灾救助措施，由此对于发 生火灾的地区，人畜不能在最短的时间内得到救助，使得人畜的生命和财产造成极大的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种当草原发生火灾，可以在第一时间根据火灾发生地的 地理环境如风力、风向、温度、湿度等不同条件，有效迅速地进行火灾蔓延趋势进行分析和 预测的草原火灾蔓延预测系统。本专利技术的目的同如下技术方案实施草原火灾蔓延预测系统包括有用于存储草原 地理信息数据的数据服务器，提供服务的应用服务器，至少一个高性能工作站或者至少一 个客户端及预测系统，其中所述预测系统包括有输入模块、网格化运算模块、火头速度运算 模块、蔓延趋势运算模块和数据输出显示模块；其中所述输入模块将通过火情监测部门获取着火点的相关信息经纬度或者明显 的地物信息及气象部门获得火灾预估缓冲区的气象信息，输入到所述应用服务器中；所述应用服务器直接从所述数据服务器上提取火灾预估缓冲区的相关地理信 息；同时所述输入模块将所述输入模块得到的所述气象部门获得火灾预估缓冲区的 气象信息和所述火灾预估缓冲区的相关地理信息传输到所述火头速度运算模块中，并根据 以下公式计算出火头速度Rh = M* (0. 165+0. 534*UW) *exp (_0· 1080*Η)Rh表示火头速度，单位m/sUw表示地面2米的风速度，单位m/sH表示燃烧物干湿度，单位％M表示不同草种型的影响因子；所述输入模块将所述输入模块得到的所述火灾预估缓冲区的地理信息和所述火 头速度运算模块所获得的所述火头速度传输到所述网格化运算模块中；通过所述网格化运算模块得到元胞矩阵；将所述网格化运算模块得到的元胞矩阵传输到所述蔓延趋势运算模块，根据元胞 演化规则和以下的运算公式，即可得到设定时长的火灾蔓延数据；其中定义单个元胞S(i，j)在t时刻的燃烧状态为Sfj，其值为单个元胞内燃烧面积 与单个元胞面积的比值权利要求草原火灾蔓延预测系统，其特征在于，其包括有用于存储草原地理信息数据的数据服务器，提供服务的应用服务器，至少一个高性能工作站或者至少一个客户端及预测系统，其中所述预测系统包括有输入模块、网格化运算模块、火头速度运算模块、蔓延趋势运算模块和数据输出显示模块；其中所述输入模块将通过火情监测部门获取着火点的相关信息经纬度或者明显的地物信息及气象部门获得火灾预估缓冲区的气象信息，输入到所述应用服务器中；所述应用服务器直接从所述数据服务器上提取火灾预估缓冲区的相关地理信息；同时所述输入模块将所述输入模块得到的所述气象部门获得火灾预估缓冲区的气象信息和所述火灾预估缓冲区的相关地理信息传输到所述火头速度运算模块中，并根据以下公式计算出火头速度Rh＝M*(0.165+0.534*Uw)*exp( 0.108*H)Rh表示火头速度，单位m/sUw表示地面2米的风速度，单位m/sH表示燃烧物干湿度，单位％M表示不同草种型的影响因子；所述输入模块将所述输入模块得到的所述火灾预估缓冲区的地理信息和所述火头速度运算模块所获得的所述火头速度传输到所述网格化运算模块中；通过所述网格化运算模块得到元胞矩阵；将所述网格化运算模块得到的元胞矩阵传输到所述蔓延趋势运算模块，根据元胞演化规则和以下的运算公式，即可得到设定时长的火灾蔓延数据；其中定义单个元胞S(i，j)在t时刻的燃烧状态为其值为单个元胞内燃烧面积与单个元胞面积的比值 <mrow><msubsup> <mi>S</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi> </mrow> <mi>t</mi></msubsup><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>A</mi><mi>t</mi> </msub> <mi>A</mi></mfrac> </mrow>表示单个元胞S(i，j)在t时刻的燃烧状态值At表示单个元胞内燃烧面积A表示单个元胞面积；单个元胞S(i，j)在t+1时刻的燃烧状态为其公式为 <mrow><msubsup> <mi>S</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>j</mi> </mrow> <mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msubsup><mo>=</mo><mi>f</mi><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>S</mi><mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi></mrow><mi>t</mi> </msubsup> <mo>,</mo> <msubsup><mi>S</mi><mrow> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mi>j</mi></mrow><mi>t</mi> </msubsup> <mo>,</mo> <msubsup><mi>S</mi><mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn></mrow><mi>t</mi> </msubsup> <mo>,</mo> <msubsup><mi>S</mi><mrow>本文档来自技高网...

【技术保护点】
草原火灾蔓延预测系统，其特征在于，其包括有用于存储草原地理信息数据的数据服务器，提供服务的应用服务器，至少一个高性能工作站或者至少一个客户端及预测系统，其中所述预测系统包括有输入模块、网格化运算模块、火头速度运算模块、蔓延趋势运算模块和数据输出显示模块；其中所述输入模块将通过火情监测部门获取着火点的相关信息：经纬度或者明显的地物信息及气象部门获得火灾预估缓冲区的气象信息，输入到所述应用服务器中；所述应用服务器直接从所述数据服务器上提取火灾预估缓冲区的相关地理信息；同时所述输入模块将所述输入模块得到的所述气象部门获得火灾预估缓冲区的气象信息和所述火灾预估缓冲区的相关地理信息传输到所述火头速度运算模块中，并根据以下公式计算出火头速度：Ｒ↓［ｈ］＝Ｍ＊（０．１６５＋０．５３４＊Ｕ↓［ｗ］）＊ｅｘｐ（－０．１０８＊Ｈ）Ｒ↓［ｈ］表示火头速度，单位ｍ／ｓＵ↓［ｗ］表示地面２米的风速度，单位ｍ／ｓＨ表示燃烧物干湿度，单位％Ｍ表示不同草种型的影响因子；所述输入模块将所述输入模块得到的所述火灾预估缓冲区的地理信息和所述火头速度运算模块所获得的所述火头速度传输到所述网格化运算模块中；通过所述网格化运算模块得到元胞矩阵；将所述网格化运算模块得到的元胞矩阵传输到所述蔓延趋势运算模块，根据元胞演化规则和以下的运算公式，即可得到设定时长的火灾蔓延数据；其中定义单个元胞Ｓ（ｉ，ｊ）在ｔ时刻的燃烧状态为Ｓ↓［ｉ，ｊ］↑［ｔ］，其值为单个元胞内燃烧面积与单个元胞面积的比值：Ｓ↓［ｉ，ｊ］↑［ｔ］＝Ａ↓［ｔ］／ＡＳ↓［ｉ，ｊ］↑［ｔ］表示单个元胞Ｓ（ｉ，ｊ）在ｔ时刻的燃烧状态值Ａ↓［ｔ］表示单个元胞内燃烧面积Ａ表示单个元胞面积；单个元胞Ｓ（ｉ，ｊ）在ｔ＋１时刻的燃烧状态为Ｓ↓［ｉ，ｊ］↑［ｔ＋１］，其公式为：Ｓ↓［ｉ，ｊ］↑［ｔ＋１］＝ｆ（Ｓ↓［ｉ，ｊ］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ－１，ｊ］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ，ｊ－１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ＋１，ｊ］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ，ｊ＋１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ－１，ｊ－１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ＋１，ｊ－１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ－１，ｊ＋１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ＋１，ｊ＋１］↑［ｔ］）其中Ｓ↓［ｉ，ｊ］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ－１，ｊ］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ，ｊ－１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ＋１，ｊ］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ，ｊ＋１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ－１，ｊ－１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ＋１，ｊ－１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ－１，ｊ＋１］↑［ｔ］，Ｓ↓［ｉ＋１，...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏业，随洋，王钢，孟克其劳，崔蕴杰，王硕，贾艳萍，张月峰，扈轶，郭畅，刘林林，
申请(专利权)人：杨宏业，
类型：发明
国别省市：15[中国|内蒙]