7、动态数据驱动的森林火灾模拟框架解析

动态数据驱动的森林火灾模拟框架解析

1. 数据基础

• 燃料地图 ：植被图（即燃料地图）是一种栅格文件，用于描述每个单元格中的主要植被情况。火灾模拟采用的是标准燃料模型，相关信息源自欧洲联合研究中心（JRC）开发的欧洲燃料类型图。该燃料地图分类方案涵盖 42 种燃料类型，代表了欧洲景观中各种燃料组合。JRC 还进行了与 Anderson 火灾蔓延模型中最初列出的 13 种火灾行为燃料模型的交叉比对。
• 气象数据 ：使用的气象数据来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的高分辨率全球确定性模型（ec16），水平分辨率约为 16 公里。该模型在世界协调时 00 时和 12 时启动分析，可进行 24 小时的预报，存档时间步长为 3 小时。不过，这只是用于实验的配置，并非 JRC 处理气象数据的唯一来源。
• 火灾边界 ：森林火灾模拟系统的关键在于能为系统提供真实的初始火灾边界或精确的起火点。欧洲森林火灾信息系统（EFFIS）的燃烧面积地图模块负责处理此数据。JRC 通过搭载在 NASA 的 Terra 和 Aqua 卫星上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）传感器系统获取火灾边界信息。每颗卫星需完成 3 次轨道运行（约 3 小时）才能覆盖整个欧洲区域，因此每天可从两颗卫星各获取一次火灾边界信息，MODIS 系统提供的图像分辨率为 250 米。

2. 动态数据驱动的森林火灾模拟系统

2.1 两阶段预测方案

两阶段预测方案包括校准阶段和预测阶段。校准阶段通过遗传算法（GA）搜索输入参数设置