【元胞自动机-火灾】基于元胞自动机模拟澳大利亚山火蔓延模型附Matlab代码
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🔥 内容介绍
元胞自动机（Cellular Automata，简称CA）是一种基于离散时间和空间的数学模型，它能够模拟复杂的系统行为。在自然界中，火灾蔓延是一个复杂而又具有重要意义的现象。澳大利亚的山火灾害每年都会造成严重的损失，因此研究山火蔓延模型对于预防和应对山火灾害具有重要意义。
在元胞自动机模拟火灾蔓延模型中，每个元胞代表着一个地理位置，其状态可以是“燃烧”、“未燃烧”或“烧尽”。通过定义元胞之间的相互作用规则，可以模拟火灾在空间中的蔓延过程。这种模型能够帮助我们理解火灾蔓延的规律，从而指导山火灾害的预防和控制工作。
在澳大利亚山火蔓延模型算法原理中，首先需要确定元胞自动机的空间结构。通常可以将地理空间划分为网格状的元胞，每个元胞代表一个小区域。其次，需要定义元胞之间的相互作用规则，包括火势蔓延速度、风向风速、地形等因素。最后，通过迭代计算每个元胞的状态，可以模拟火灾在空间中的蔓延过程。
在模拟过程中，需要考虑到多种因素对火灾蔓延的影响。例如，风向风速对火势蔓延的影响很大，风向一旦发生变化就会导致火势蔓延方向的改变。地形的起伏也会对火势蔓延产生影响，山地地形容易形成“火线”，使得火势蔓延更加迅速。此外，植被的密度和干湿程度也是影响火势蔓延的重要因素。
通过基于元胞自动机的模拟，我们可以更好地理解火灾蔓延的规律，为山火灾害的预防和控制提供科学依据。同时，这种模型还可以用于预测火灾蔓延的趋势，为应急救援提供重要的参考信息。
总之，基于元胞自动机的模拟是一种非常有效的方法，可以帮助我们深入理解火灾蔓延的规律，为山火灾害的预防和控制提供科学依据。相信随着技术的不断进步，这种模型将会在山火灾害应对中发挥越来越重要的作用。
📣 部分代码
%% aus = load('2010120120101231');[m,n] = size(aus);% 根据 aus 生成森林S = 2*((rand(m,n)<sqrt(aus)) & (aus<1));S(aus>1) = -1;Plight = 1e-6; % 闪电概率Pgrowth = 0; % 生长概率% 邻居方位 d 和点燃概率 pd = {[1,0], [0,1], [-1,0], [0,-1], [1,1], [-1,1], [-1,-1], [1,-1]};p = [ones(1,4), ones(1,4)*(sqrt(1/2)-1/2)];% % 考虑风的情况% d = {[1,0], [0,1], [-1,0], [0,-1], [1,1], [-1,1], [-1,-1], [1,-1], [0,-2]};% p = [ 0.80, 0.30, 0.80, 1.00, 0.12, 0.12, 0.30, 0.30, 0.8];
⛳️ 运行结果
🔗 参考文献
本程序参考以下中文EI期刊，程序注释清晰，干货满满。
[1] 束钰,陈全.基于元胞自动机对大型商贸场所火灾过程的模拟分析[J].天津理工大学学报, 2011, 27(1):5.DOI:10.3969/j.issn.1673-095X.2011.01.020.
[2] LIU Chun-guang.基于元胞自动机的城市地震次生火灾蔓延模型[J].自然灾害学报, 2010(001):019.
[3] 李诚信赵良辰李东运马佳惠.基于CA系统的澳大利亚森林火灾蔓延预测模型及应急物资调度应用[J].林业调查规划, 2020, 045(005):62-69,89.
