通信專業(yè)外文翻譯翻譯

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1、一個森林火災蔓延分形模型案例的研究ZHUQijiang，RONGTaizong,，SUNRui摘要這篇論文是關于通過結合火場能量平衡的半經(jīng)驗模型與地面溫度場的物理模型,目的是能夠為火場擴展提供一種實用的描述工具。森林火場擴展形勢取決于燃燒物特性和氣象氣候原因和地形的作用。例如森林可燃物本身表面積無特征尺度,然而林火的擴展過程具有自復制性,這兩者使火場擴展具有自相似性,因此，火行為可用分形幾何進行描述。研究中我們選中了大興安嶺林區(qū)五岔溝林火作為試驗地點,在低分辨率的NOAA-AVHRR圖像上發(fā)現(xiàn)火場,在相應高分辨率的TM圖像上進行火場擴展模擬實驗,這是一種新的信息結合方式。在遙感和地

2、理信息系統(tǒng)的支持下,采用描述變長現(xiàn)象的有限擴展集聚方法來模擬林火動態(tài)擴展過程,用標度律對森林火場的模擬結果進行形態(tài)控制。模擬火場與實際火場在形態(tài)上體現(xiàn)了很相似,火場面積在數(shù)量上也十分接近。關鍵詞：遙感;林火監(jiān)測;火場擴展;分形模擬森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的組成部分,森林通過自身的光合作用,每年吸收大量的CO2,并且它在地球表層碳循環(huán)和碳平衡中是個重要的的角色?；馂氖窃斐缮制茐牡闹饕绞街?全球因火災造成的森林損失每年約為1%,林火多發(fā)國家可達2%-8%[1-4]。我國是個少林的國家,森林資源對我國來說非常寶貴。早期發(fā)現(xiàn)林火并及時組織撲救,是減少森林損失的重要途徑。及時準確的

3、火場火情預報是科學組織撲救的前提。近年來,全球普遍變暖,干旱頻繁,造成北美澳大利亞和地中海沿岸地區(qū)森林火災頻頻發(fā)生。我國自從1987年5月6日發(fā)生的大興安嶺林區(qū)大火以來,森林火災形勢也日趨嚴峻。如何用現(xiàn)代科學技術發(fā)現(xiàn)早期火源并進而預報其發(fā)展是一項重要的研究課題。根據(jù)NOAA-AVHRR圖像識別林火已見諸許多報道,林火識別方法也已日漸成熟[5-7],但是,關于火行為的研究則相對滯后。林火如何向外擴展蔓延是火行為研究中的重要內容。只有正確地揭示林火蔓延的物理機制,才能準確地預告林火蔓延的趨勢和范圍,進而為正確組織撲救進行科學決策。由于技術上的限制,直到1979年Kessel才在林火擴展

4、研究中考慮空間因素。進入八十年代以后,由于地理信息系統(tǒng)技術的成熟,才能做到對林火擴展的空間模擬。對林火擴展做案例研究的也僅見徐建平和Clark。Clark在火場擴展模擬中使用了細胞自動生長的原理,還運用了混沌與分形的概念[8]。問題是他們模擬的森林火場都很小,地面狀況相對簡單,并且是基于人工縱火及進行同步飛行的航空遙感數(shù)據(jù)。朱啟疆高峰據(jù)能量平衡原理的半經(jīng)驗模型,曾對西昌地區(qū)的林火擴展進行過計算機模擬,但模擬結果未能做進一步的驗證[9]。考慮到實用性和及時性,本研究中選擇大興安嶺林區(qū)五岔溝林火作為案例,結合能量平衡的半經(jīng)驗模型與地面溫度場的物理模型,在低分辨率的NOAA-AVHRR圖

5、像上發(fā)現(xiàn)火場,在相應高分辨率TM圖像上進行火場擴展模擬,達到快速準確定位的模擬目的。1林火擴展的速度模型及參數(shù)化森林燃燒是個物理化學現(xiàn)象,有著復雜的能量交換過程。因此,基于能量平衡和溫度場的林火擴展模型一直是森林火場擴展模擬的主要發(fā)展方向。在本研究中,力求結合兩類模型的合理內核,建立起能實際進行林火擴展模擬的有效工具。1.1林火擴展速度模型將初期火場視為一隔離體。在隔離體中,每單位質量可燃物凈吸收熱量為Q,可燃物有效體密度為,則單位體積可燃物的凈吸熱量D=.Q.據(jù)能量平衡原理,有方程[10]式中,x,y,z為燃燒點的空間坐標,t為時間。在風場的作用下,忽略與主風向相垂直的測向熱量交

6、換,對式1積分整理后得式中,V為林火擴展速度m/min;I為火焰區(qū)燃燒反應強度kJ/min.m2;為林火蔓延率;w為風速修正系數(shù);s為地形坡度修正系數(shù);為可燃物體密度kgm3;e為有效熱系數(shù);Q為點燃單位質量可燃物耗熱kJ/kg。火場擴展速度V的表達式中,參數(shù)間存在相互嵌套關系,不便作為林火擴展模擬,需作進一步的簡化和參數(shù)化。式2可表達為可燃物類型a,火場表面溫度b,風速c和地形d等4大影響因子的函數(shù)式1.3的好處在于,各因子或可由遙感數(shù)據(jù)提取,或可由地面資料產(chǎn)生,借之比較容易實現(xiàn)火場的擴展模擬。1.2擴展速度影響因子分析1.2.1可燃物對擴展速度的影響林中可燃物對林火擴展速度的影

7、響主要決定于可燃物的類型數(shù)量和空間布局。林中地表可燃物中的干枯雜草落葉小枝等枯落物,在干旱周期里,含水少,燃點低,耗熱量少,極易燃燒和蔓延,特別是在林緣。林下枯落物的數(shù)量和空間分布是個難于準確定量的問題,在本次模擬中,采用根據(jù)TM圖像獲得的可燃物類型分類數(shù)據(jù),來確定可燃物的影響a。1.2.2地形對擴展速度的影響在地形起伏的條件下,燃燒時,熱空氣上升,上坡方向可燃物截獲的燃燒過程中釋放的能量較多,在上升氣流作用下,上坡火表現(xiàn)為速度快強度大的特點;對于向下坡方向擴展,大部