林火扩散模拟的元胞自动机算法探究.pdf

简介：
本文探讨了利用元胞自动机（CA）模型进行林火扩散的模拟研究。通过分析和优化不同参数设置下的火灾传播过程，文章提出了一种有效的森林防火预测方法。 本段落研究了一种基于多目标遗传算法的三维元胞空间林火蔓延模型，以解决传统二维元胞自动机模型在模拟森林火灾过程中存在的迭代次数过多、进化过程不充分以及结束条件不明确等问题。 首先，在传统的二维元胞自动机基础上引入了影响和决定林火蔓延的关键因素作为新的元胞。为了减少迭代次数并确保算法的终止条件更加清晰，本段落提出了改进的初始化方式——采用三维球形空间代替原有的二维空间，并结合多目标遗传算法优化元胞自动机模型。 实验结果显示，与传统的二维元胞自动机、王正非及Rothermel等现有林火蔓延模拟方法相比，本研究提出的模型能够显著减少迭代次数并缩短运行时间，从而提高了计算效率。同时，该模型明确界定了终止条件，并且其预测结果与实际火灾扩散情况高度吻合。 综上所述，本段落创新性地提出了一种改进的三维元胞空间林火蔓延模拟方法，在保持较高预测精度的同时提升了算法的整体性能和实用性。