(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211022678.0 (22)申请日 2022.08.25 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115099073 A (43)申请公布日 2022.09.23 (73)专利权人 中科海慧 （北京） 科技有限公司 地址 100094 北京市海淀区丰贤中路7号 4 号楼四层4102号 (72)发明人 杨邦会　胡乔利　 (74)专利代理 机构 重庆律知诚专利代理事务所 (普通合伙) 50281 专利代理师 殷兴旺　王俊超 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/05(2011.01)G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) 审查员 张雯 (54)发明名称 一种实时森林火灾蔓延仿真方法及系统 (57)摘要 本发明涉及虚拟现实技术与火灾防治 领域， 尤其是一种实时森林火灾蔓延仿真方法及系统。 本发明的方法， 包括如下步骤： 确定目标森 林； 通 过遥感卫星和地面通讯设备， 获取所述目标森 林 的相关信息； 利用相关信息获得整体 火灾蔓延信 息； 同时设定预测时长； 预测在所述预测时长内 火灾气候信息的变化和火灾燃料信息的变化； 并 且根据该变化获得整体 火灾蔓延情况， 同时对火 灾蔓延状况进行实时仿真。 本发 明的方法通过将 森林火灾与火灾状况密切相关的气象因素， 地形 因素和燃 料因素相结合映射， 从而精 准且快速地 仿真的火灾的蔓延状况， 不仅为消防部门扑灭森 林火灾提供决策支持， 同时在森 林防灾减灾具有 重大意义和作用。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 115099073 B 2022.11.08 CN 115099073 B 1.一种实时森林火灾蔓延仿真方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 确定目标森林； 通过遥感卫星和地面通讯设备， 获取所述目标森林的实时火灾信 息、 火灾地理信 息、 火 灾燃料信息和火灾气候信息； 利用所述实时火灾信 息、 所述火灾地理信 息、 所述火灾燃料信 息和所述火灾气候信 息， 获得整体火灾蔓延信息； 设定预测时长； 根据所述预测时长， 结合所述整体火灾蔓延信息、 所述火灾燃料信息和所述火灾气候 信息， 推算在所述预测时长内火灾气候信息的变化和所述火灾燃料信息的变化； 根据所述整体火灾蔓延信息、 所述火灾气候信息的变化和所述火灾燃料信息的变化， 预测经过所述预测时长后的整体火灾蔓延信息的变化； 根据所述整体火灾蔓延信 息和所述整体火灾蔓延信 息的变化， 仿真所述目标森林的火 灾蔓延状况； 所述利用所述实时火灾信息、 所述火灾地理信息、 所述火灾燃料信息和所述火灾气候 信息， 获得整体火灾蔓延信息， 包括如下步骤： 利用所述火灾 地理信息， 构建所述目标森林的二维坐标界面； 根据所述实时火灾信息， 在所述 二维坐标界面内设定火点 坐标和火灾 边界坐标； 通过所述火灾燃料信 息和所述火灾气候信 息， 在对应的火点坐标和火灾边界坐标赋值 对应的燃烧参数； 通过设定所述火点坐标和所述火灾边界坐标并赋值的二维坐标界面， 获得整体火灾蔓 延信息； 所述设定预测时长， 包括如下步骤： 依据所述遥感卫星的时间分辨率， 设定所述预测时长， 所述预测时长大于所述时间分 辨率； 所述根据所述预测时长， 结合所述整体火灾蔓延信息、 所述火灾燃料信息和所述火灾 气候信息， 推算在所述预测时长内火灾气候信息的变化和所述火灾燃料信息的变化， 包括 如下步骤： 依据所述火灾气候信息， 预测在所述预测时长内火灾气候信息的变化； 利用所述整体火灾蔓延信息和所述火灾燃料信息， 构建燃料损耗 函数； 通过所述燃料损耗函数， 结合所述火灾气候信息的变化， 获得所述预测时长内所述火 灾燃料信息的变化； 所述根据 所述整体火灾蔓延信 息、 所述火灾气候信 息的变化和所述火灾燃料信 息的变 化， 预测经 过所述预测时长后的整体火灾蔓延信息的变化， 包括如下步骤： 利用所述整体火灾蔓延信息， 构建火点迁移速度函数； 结合对应的所述燃烧参数， 通过所述火点坐标和所述火灾边界坐标， 确定头部火点坐 标、 尾部火点 坐标和侧边火点 坐标； 根据火灾气候信 息的变化和火灾燃料信 息的变化， 在所述火灾边界上选取多个坐标作 为辅助侧边火点 坐标， 并将所述辅助侧边火点 坐标赋值对应的燃烧参数； 以所述头部火点坐标、 所述尾部火点坐标、 所述侧边火点坐标和所述辅助侧边火点为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115099073 B 2多个起点， 结合所述火点迁移速度函数与所述预测时长， 获得经过所述预测时长后的火点 坐标； 根据经过所述预测时长后的火点坐标， 结合所述火灾气候信息的变化， 重新划定火灾 边界； 根据经过所述预测时长后的火点坐标和重新划定火灾边界， 获得整体火灾蔓延信 息的 变化。 2.根据权利要求1所述的实时森林火灾蔓延仿真方法， 其特征在于， 所述通过遥感卫星 和地面通讯设备， 获取所述目标森林的实时火灾信息、 火灾地理信息、 火灾燃料信息和火灾 气候信息， 包括如下步骤： 通过所述遥感卫星， 获取 所述目标森林的火点信息和火灾 边界； 整理所述火点信息和所述火灾 边界， 获得 所述实时火灾信息； 通过所述地面通讯设备， 获取 所述目标森林的坡度、 坡向和DE M数据； 结合所述坡度、 坡向和DE M数据， 获得 所述火灾 地理信息； 利用所述地面通讯设备， 获取所述目标森林内烘干可燃物载量、 烘干颗粒密度、 表面积 与体积比、 可燃物床深、 可燃物低热含量、 总矿质含量、 有效矿质含量、 可燃物含 水率和可燃 物熄灭含水量； 汇合所述烘干可燃物载量、 所述烘干颗粒密度、 所述表面积与体积比、 所述可燃物床 深、 所述可燃物低热含量、 所述总矿质含量、 所述有效矿质含量、 所述可燃物含水率和所述 可燃物熄灭含水量， 获得 所述火灾燃料信息； 利用所述 地面通讯设备， 获取 所述目标森林的风速、 风向、 干燥度和降水量； 通过所述风速、 所述 风向、 所述干燥度和所述降水量， 获得 所述火灾气候信息 。 3.根据权利要求1所述的实时森林火灾蔓延仿真方法， 其特征在于， 所述燃料损耗函 数， 满足如下公式： ， 其中， 表示时间长度， 表示二维坐标为 位置处的火点的燃料损耗函数， 表示二维坐标为 位置处的可燃物初 始总储量， 表示燃料损耗系数， 表示二 维坐标为 位置处的火点的火势方向， 表示二维坐标为 位置处的火点的燃料 分布向量， 表示二维坐标为 位置处的燃料储 存函数。 4.根据权利要求1所述的实时森林火灾蔓延仿真方法， 其特征在于， 所述火点迁移速度 函数， 满足如下公式： ， 其中， 表示二维坐标为 位置处的火点迁移速度， ， 表示二 维坐标为(x,y)位置处的火点反应修正强度系数， 其中， 表示林火蔓延率， 表示风速修权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115099073 B 3