一种林火蔓延预测设备、方法及存储介质与流程

1.本技术涉及自然灾害监测技术领域，特别是涉及一种林火蔓延预测设备、方法及存储介质。


背景技术：

2.当林火事件发生后，如果不进行及时处置可能会造成次生衍生灾害，而处置过程中一个重要的事情就是预测火势的进展。当前森林防火研判专题中，大多主要是采用人工、视频监控、卫星等手段发现着火点，然后对燃烧区域进行指挥救援。因森林火灾是一个极其复杂的自然现象，同时林火发生又具有突发性，因此，相关技术中缺少快速地预测林火蔓的有效手段，导致不能在短时间内判断林火的发展趋势，并及时采取相应的决策措施，影响火灾救援的效率。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种林火蔓延预测设备、方法及存储介质，通过基于与gis地图对应的栅格坐标系进行林火蔓延预测，通过构建栅格计算模型实现快速确定林火的蔓延范围，从而提高火灾救援的决策效率。
4.第一方面，本技术实施例提供一种林火蔓延预测设备，包括：显示单元和处理器；
5.所述显示单元用于显示用户界面；所述用户界面包括gis地图；在所述处理器确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围后，所述显示单元的所述gis地图中显示所述蔓延范围；
6.所述处理器用于：基于获取到的着火点位置，在所述gis地图上建立对应的栅格坐标系；所述栅格坐标系的原点为着火点位置；
7.针对任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格，根据确定的在所述预设蔓延方向上所述栅格组对应的蔓延速度以及所述预设蔓延方向经过所述栅格组的距离，确定火焰在所述预设蔓延方向上经过所述栅格组的时间；其中所述栅格组包括至少一个栅格，在所述预设蔓延方向上后一个所述栅格组对应的所述蔓延速度是基于前一个所述栅格组对应的所述蔓延速度和获取到的着火点信息确定的；
8.针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在所述预设蔓延方向上经过的各所述栅格组的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在所述预设蔓延方向到达的目标栅格组；
9.根据确定的火焰在各所述预设蔓延方向到达的目标栅格组，在所述gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。
10.本技术实施例提供的林火蔓延预测设备，设置多个预设蔓延方向，每个方向都根据栅格的长度和蔓延速度确定火焰经过栅格的时间，且在预设蔓延方向上后一个栅格对应的蔓延速度是基于前一个栅格对应的蔓延速度和获取到的着火点信息确定的，对于各个预设蔓延方向，基于火焰在预设蔓延方向上经过各栅格的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格，从而根据确定的目标栅格组，在gis地图上
确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。该林火蔓延预测设备通过基于与gis地图对应的栅格坐标系进行林火蔓延预测，通过确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组，从而在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围，实现快速确定林火的蔓延范围，从而提高火灾救援的决策效率。
11.在某些实施例中，所述着火点信息包括地形信息数据、气象信息数据和植被信息数据；所述处理器，具体用于：
12.根据所述地形信息数据、所述气象信息数据、所述植被信息数据和在所述预设蔓延方向上所述栅格组的前一个栅格组的蔓延速度，确定所述栅格组对应的所述蔓延速度；其中若所述栅格组是在所述预设蔓延方向上的第一个栅格组，则所述栅格组的前一个栅格组的蔓延速度为所述预设蔓延方向对应的预设速度。
13.本技术实施例提供的林火蔓延预测设备，着火点信息包括地形信息数据、气象信息数据和植被信息数据，该设备可以根据地形信息数据、气象信息数据、植被信息数据和在预设蔓延方向上该栅格组的前一个栅格组的蔓延速度，确定该栅格组对应的蔓延速度。该林火蔓延预测设备基于在预设蔓延方向上的当前栅格组的前一个栅格组的蔓延速度，结合地形信息数据、气象信息数据、植被信息数据，确定在预设蔓延方向上当前栅格的蔓延速度，从而精确地确定出不同栅格区域在不同方向上的蔓延速度，可以提升确定林火的蔓延范围的准确性，从而提高火灾救援的决策效率。
14.在某些实施例中，所述处理器，具体用于：
15.针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在所述预设蔓延方向上经过的各所述栅格组的时间，依次确定火焰在所述预设蔓延方向上蔓延到达各所述栅格组的累计时间；
16.若判断到所述栅格组对应的累计时间大于所述燃烧持续时长，则将所述栅格组的上一个栅格组作为所述目标栅格组。
17.本技术实施例提供的林火蔓延预测设备，构建出计算模型，该计算模型可以针对任意一个预设蔓延方向，首先确定火焰在预设蔓延方向上蔓延到达各栅格组的累计时间，然后根据得到的累计时间与燃烧持续时长的关系，确定出目标栅格组。该林火蔓延预测设备，可以基于构建的计算模型，自动确定目标栅格组，实现快速确定林火的蔓延范围，从而提高火灾救援的决策效率。
18.在某些实施例中，所述处理器，具体用于：
19.对任意相邻的两个所述目标栅格组进行插值运算，得到所述火场蔓延边界；
20.在所述gis地图上显示与所述火场蔓延边界相对应的蔓延范围。
21.本技术实施例提供的林火蔓延预测设备，先对任意相邻的两个目标栅格组进行插值运算，得到火场蔓延边界，然后在gis地图上显示与该火场蔓延边界相对应的蔓延范围。该林火蔓延预测设备，通过差值运算得到火场蔓延边界，并在gis地图上显示与火场蔓延边界相对应的蔓延范围，提升了确定林火的蔓延范围的速度，并直观地展示火场的情况，进一步提高火灾救援的决策效率。
22.在某些实施例中，所述处理器，还用于：
23.从预设防火资源平台，获取与所述火场蔓延边界相对应的防火资源数据；所述防火资源数据包括危险源信息和救援力量信息；
24.通过所述显示单元在所述gis地图上显示所述防火资源数据。
25.本技术实施例提供的林火蔓延预测设备，还可以从预设防火资源平台，获取与所述火场蔓延边界相对应的防火资源数据，防火资源数据包括危险源信息和救援力量信息，然后在gis地图上显示该防火资源数据。该林火蔓延预测设备在显示蔓延范围的基础上，自动筛选出相关的危险源和救援力量，进一步提高火灾救援的决策效率。
26.第二方面，本技术实施例提供了一种林火蔓延预测方法，包括：
27.基于获取到的着火点位置，在gis地图上建立对应的栅格坐标系；所述栅格坐标系的原点为着火点位置；
28.针对任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格，根据确定的在所述预设蔓延方向上所述栅格组对应的蔓延速度以及所述预设蔓延方向经过所述栅格组的距离，确定火焰在所述预设蔓延方向上经过所述栅格组的时间；其中所述栅格组包括至少一个栅格，在所述预设蔓延方向上后一个所述栅格组对应的所述蔓延速度是基于前一个所述栅格组对应的所述蔓延速度和获取到的着火点信息确定的；
29.针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在所述预设蔓延方向上经过的各所述栅格组的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在所述预设蔓延方向到达的目标栅格组；
30.根据确定的火焰在各所述预设蔓延方向到达的目标栅格组，在所述gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。
31.在某些实施例中，所述着火点信息包括地形信息数据、气象信息数据和植被信息数据；通过下列方式确定所述栅格组对应的所述蔓延速度：
32.根据所述地形信息数据、所述气象信息数据、所述植被信息数据和在所述预设蔓延方向上所述栅格组的前一个栅格组的蔓延速度，确定所述栅格组对应的所述蔓延速度；其中若所述栅格组是在所述预设蔓延方向上的第一个栅格组，则所述栅格组的前一个栅格组的蔓延速度为所述预设蔓延方向对应的预设速度。
33.在某些实施例中，所述针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在所述预设蔓延方向上经过的各所述栅格组的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在所述预设蔓延方向到达的目标栅格组，包括：
34.针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在所述预设蔓延方向上经过的各所述栅格组的时间，依次确定火焰在所述预设蔓延方向上蔓延到达各所述栅格组的累计时间；
35.若判断到所述栅格组对应的累计时间大于所述燃烧持续时长，则将所述栅格组的上一个栅格组作为所述目标栅格组。
36.在某些实施例中，根据确定的火焰在各所述预设蔓延方向到达的目标栅格组，在所述gis地图上确定与所述火场蔓延边界相对应的蔓延范围,包括：
37.对任意相邻的两个所述目标栅格组进行插值运算，得到所述火场蔓延边界；
38.在所述gis地图上显示与所述火场蔓延边界相对应的蔓延范围。
39.在某些实施例中，在所述根据确定的火焰在各所述预设蔓延方向到达的目标栅格组，在所述gis地图上确定与所述火场蔓延边界相对应的蔓延范围之后，所述方法还包括：
40.从预设防火资源平台，获取与所述火场蔓延边界相对应的防火资源数据；所述防火资源数据包括危险源信息和救援力量信息；
41.在所述gis地图上显示所述防火资源数据。
42.第三方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第二方面的林火蔓延预测方法。
43.第二方面至第三方面中任意一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本技术实施例的一种栅格坐标系的示意图；
46.图2为本技术实施例提供的一种林火蔓延预测设备的硬件配置框图；
47.图3为本技术实施例提供的一种林火蔓延预测方法的流程示意图；
48.图4为本技术实施例提供的一种显示着火点位置的界面示意图；
49.图5为本技术实施例提供的一种火焰在预设蔓延方向上经过栅格组的示意图；
50.图6为本技术实施例提供的一种栅格坐标系的栅格组的示意图；
51.图7为本技术实施例提供的一种显示火场蔓延范围的界面示意图；
52.图8为本技术实施例提供的一种插值运算得到火场蔓延边界的示意图；
53.图9为本技术实施例提供的一种显示防火资源数据的界面示意图。
具体实施方式
54.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
55.以下对本技术实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
56.(1)终端设备：本技术实施例中术语“终端设备”指可以安装各类应用程序，包括终端设备自带的应用和第三方应用，并且能够将已安装的应用程序中提供的对象进行显示的设备，该终端设备可以是移动的，也可以是固定的。例如，手机、平板电脑、各类可穿戴设备、车载设备、个人数字助理(personal digital assistant，pda)、销售终端(point of sales，pos)或其它能够实现上述功能的终端设备等。
57.(2)插值算法：将采样点的数值根据一定的算法，推算出其他未采样区域的数值。插值分析的假定条件是空间上分布的现象是具有空间相关性的，也即距离近的要去趋向于具有相似的属性特征。常用的两种插值算法包括最邻近插值和双线性插值。最邻近插值是一种最简单的插值算法，输出像素的值为输入图像中与其最邻近的采样点的像素值。双线性插值又称一阶插值，是线性插值拓展到二维的一种应用，可以通过一系列的一阶线性插值得到。
58.(3)gis：gis(geographic information system，地理信息系统)又称为地学信息
系统，是一种特定的十分重要的空间信息系统。地理信息系统(gis，geographic information system)是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。gis可以对空间信息进行分析和处理，例如对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析。gis地图把地图的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
59.(4)栅格数据：栅格数据用一个规则格网来描述与每一个格网单元位置相对应的空间现象特征的位置和取值。在概念上，空间现象的变化由格网单元值的变化来反映。在本技术的实施例中，可以通过以着火点为原点建立栅格坐标系，将gis中的数据用栅格格式来表示，使每一个栅格对应gis地图中的边长为预设数值的正方形地理区块。
60.(5)dem(digital elevation model,数字高程模型)：dem是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟(即地形表面形态的数字化表达)，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(digital terrain model，简称dtm)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。通常，dtm是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中dem是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在dem的基础上派生。
61.(6)、oracle(oracle database，oracle数据库)：oracle是一款关系数据库管理系统。它是在数据库领域一直处于领先地位的产品。可以说oracle数据库系统是目前世界上流行的关系数据库管理系统，系统可移植性好、使用方便、功能强，适用于各类大、中、小微机环境。它是一种高效率的、可靠性好的、适应高吞吐量的数据库方案。
62.当林火事件发生后，如果不进行及时处置可能会造成次生衍生灾害，而处置过程中一个重要的事情就是预测火势的进展。当前森林防火研判专题中，大多主要是采用人工、视频监控、卫星等手段发现着火点，然后对燃烧区域进行指挥救援。因森林火灾是一个极其复杂的自然现象，同时林火发生又具有突发性，因此，相关技术中缺少快速地预测林火蔓的有效手段，导致不能在短时间内判断林火的发展趋势，并及时采取相应的决策措施，影响火灾救援的效率。
63.如何提供一种预测林火蔓延范围的方法，快速确定林火的蔓延范围，以提高火灾救援的决策效率，具有重要的现实意义。
64.基于此，本技术实施例提供一种林火蔓延预测设备、方法及存储介质。其中，林火蔓延预测设备，能够基于获取到的着火点位置，在gis地图上建立对应的栅格坐标系；栅格坐标系的原点为着火点位置；针对任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格，根据确定的在预设蔓延方向上栅格组对应的蔓延速度以及预设蔓延方向经过栅格组的距离，确定火焰在预设蔓延方向上经过栅格组的时间；其中栅格组包括至少一个栅格，在预设蔓延方向上后一个栅格组对应的蔓延速度是基于前一个栅格组对应的蔓延速度和获取到的着火点信息确定的；针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在预设蔓延方向上经过的各栅格组的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组；根据确定的火焰在各预设蔓延方向到达的目标栅格组，在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的
蔓延范围。该林火蔓延预测设备通过基于与gis地图对应的栅格坐标系进行林火蔓延预测，通过确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组，从而在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围，实现快速确定林火的蔓延范围，从而提高火灾救援的决策效率。
65.为了使本技术实施例的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
66.图1示出了本技术实施例提供的一种栅格坐标系的示意图，参见图1所示，本技术提供的一种栅格坐标系，该栅格坐标系包括以着火点为坐标原点的预设数量的栅格，其中，每个栅格对应于gis地图中的边长为预设数值的正方形地理区块。以着火点为中心，可以具有数量为预设阈值的预设蔓延方向，例如预设阈值可以是16。图1示出的16个预设蔓延方向中，d1、d5、d9、d
13
分别是正北、正东、正南、正西；d3、d7、d
11
、d
15
分别是东北、东南、西南、西北；其余的方向是分别是与东南西北4个方向夹角正切值为的8个方向。本技术的实施例中，在选定着火点之后，为了预测在预设的燃烧持续时长到达时火焰的蔓延范围，可以是通过确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组，从而在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围，实现快速确定林火的蔓延范围，从而提高火灾救援的决策效率。可以理解地，预设蔓延方向的数量为16个，仅是对本技术的技术方案的示例性说明，并不构成对本技术的技术方案的具体限定。
67.图2示出了本技术实施例提供的一种林火蔓延预测设备的硬件配置框图。应该理解的是，图2所示终端设备100仅是本技术实施例提供的林火蔓延预测设备的一个范例，并且终端设备100可以具有比图2中所示的更多的或者更少的部件，可以组合两个或多个的部件，或者可以具有不同的部件配置。图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
68.图2中示例性示出了根据示例性实施例中林火蔓延预测设备的硬件配置框图。如图2所示，终端设备100包括：射频(radio frequency，rf)电路210、存储器220、显示单元230、音频电路260、无线保真(wireless fidelity，wi
‑
fi)模块270、处理器280、蓝牙模块281、以及电源290等部件。
69.rf电路210可用于在收发信息或通话过程中信号的接收和发送，可以接收基站的下行数据后交给处理器280处理；可以将上行数据发送给基站。通常，rf电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等器件。
70.存储器220用于存储终端设备100运行时所使用的数据或程序代码。处理器280通过运行存储在存储器220的软件程序或数据，从而执行终端设备100的各种功能以及数据处理。存储器220可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。存储器220存储有使得终端设备100能运行的操作系统。本技术中存储器220可以存储操作系统及各种应用程序，还可以存储执行本技术实施例方法的代码。
71.显示单元230可用于接收输入的数字或字符信息，产生与终端设备100的用户设置
以及功能控制有关的信号输入，具体地，显示单元230可以包括设置在终端设备100正面的触摸屏231，可收集用户在其上或附近的触摸操作，例如点击按钮，拖动滚动框等。
72.显示单元230还可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端设备100的各种菜单的图形用户界面(graphical user interface，gui)。例如，显示本技术的实施例中的图像和用户界面，其中，用户界面包括gis地图，在处理器280确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围后，显示单元230的gis地图中显示该蔓延范围。具体地，显示单元230可以包括设置在终端设备100正面的显示屏232。其中，显示屏232可以采用液晶显示器、发光二极管等形式来配置。
73.其中，触摸屏231可以覆盖在显示屏232之上，也可以将触摸屏231与显示屏232集成而实现终端设备100的输入和输出功能，集成后可以简称触摸显示屏。本发明中显示单元230可以显示应用程序以及对应的操作步骤。
74.音频电路260、扬声器261、麦克风262可提供用户与终端设备100之间的音频接口。音频电路260可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器261，由扬声器261转换为声音信号输出。终端设备100还可配置音量按钮，用于调节声音信号的音量。另一方面，麦克风262将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路260接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至rf电路210以发送给比如另一终端，或者将音频数据输出至存储器220以便进一步处理。
75.wi
‑
fi属于短距离无线传输技术，终端设备100可以通过wi
‑
fi模块270帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。
76.处理器280是终端设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器220内的软件程序，以及调用存储在存储器220内的数据，执行终端设备100的各种功能和处理数据。在一种可能的实现方式中，处理器280可包括一个或多个处理单元；处理器280还可以集成应用处理器和基带处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，基带处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述基带处理器也可以不集成到处理器280中。本技术中处理器280可以运行操作系统、应用程序、用户界面显示及触控响应，以及本技术实施例提供的林火蔓延预测方法。另外，处理器280与显示单元230耦接。
77.蓝牙模块281，用于通过蓝牙协议与其他具有蓝牙模块的蓝牙设备进行信息交互。例如，终端设备100可以通过蓝牙模块281与其他终端设备100建立蓝牙连接，从而进行数据交互。
78.终端设备100还包括给各个部件供电的电源290(比如电池)。电源可以通过电源管理系统与处理器280逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电以及功耗等功能。终端设备100还可配置有电源按钮，用于终端的开机和关机，以及锁屏等功能。
79.本技术一种实施例中，处理器280，用于：
80.基于获取到的着火点位置，在gis地图上建立对应的栅格坐标系；栅格坐标系的原点为着火点位置；
81.针对任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格，根据确定的在预设蔓延方向上栅格组对应的蔓延速度以及预设蔓延方向经过栅格组的距离，确定火焰在预设蔓延方向上经过栅格组的时间；其中栅格组包括至少一个栅格，在预设蔓延方向上后一个栅格组对应的
蔓延速度是基于前一个栅格组对应的蔓延速度和获取到的着火点信息确定的；
82.针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在预设蔓延方向上经过的各栅格组的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组；
83.根据确定的火焰在各预设蔓延方向到达的目标栅格组，在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。
84.在一种可能的实现方式中，着火点信息包括的地形信息数据、气象信息数据和植被信息数据；处理器280，具体用于：
85.根据地形信息数据、气象信息数据、植被信息数据和在预设蔓延方向上栅格组的前一个栅格组的蔓延速度，确定栅格组对应的蔓延速度；其中若栅格组是在预设蔓延方向上的第一个栅格组，则栅格组的前一个栅格组的蔓延速度为预设蔓延方向对应的预设速度。
86.在一种可能的实现方式中，处理器280，具体用于：
87.针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在预设蔓延方向上经过的各栅格组的时间，依次确定火焰在预设蔓延方向上蔓延到达各栅格组的累计时间；
88.若判断到栅格组对应的累计时间大于燃烧持续时长，则将栅格组的上一个栅格组作为目标栅格组。
89.在一种可能的实现方式中，处理器280，具体用于：
90.对任意相邻的两个目标栅格组进行插值运算，得到火场蔓延边界；
91.在gis地图上显示与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。
92.在一种可能的实现方式中，处理器280，还用于：
93.从预设防火资源平台，获取与火场蔓延边界相对应的防火资源数据；防火资源数据包括危险源信息和救援力量信息；
94.通过显示单元在gis地图上显示防火资源数据。
95.上述实施例的林火蔓延预测设备，能够基于获取到的着火点位置，在gis地图上建立对应的栅格坐标系；针对任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格，根据确定的在预设蔓延方向上栅格组对应的蔓延速度以及预设蔓延方向经过栅格组的距离，确定火焰在预设蔓延方向上经过栅格组的时间；针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在预设蔓延方向上经过的各栅格组的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组；根据确定的火焰在各预设蔓延方向到达的目标栅格组，在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。该设备可以实现快速确定林火的蔓延范围，从而提高火灾救援的决策效率。
96.图3示出了本技术实施例提供的一种林火蔓延预测方法的流程示意图，适用于林火蔓延预测设备，该林火蔓延预测设备适用于图2所示出的硬件结构。
97.该种林火蔓延预测方法可以由终端设备100执行，请参见图3，可以包括以下步骤：
98.步骤s301，基于获取到的着火点位置，在gis地图上建立对应的栅格坐标系。
99.其中，栅格坐标系的原点为着火点位置。
100.具体地，用户可以通过点击gis地图上的点来选择着火点，也可以通过在终端设备100的用户界面上输入着火点的坐标值来选择着火点。
101.在一种实施例中，终端设备100响应于用户通过gis地图选择初始着火点的操作，
获取与初始着火点对应的火点位置数据；火点位置数据包括gis地图上初始着火点对应的经度和纬度。
102.可以理解地，本技术的实施例中，经度和纬度的数值可以设置为分别默认表示的是东经和北纬。示例性地，一个点的经度值，例如100，表示的是该点的经度是东经100
°
；一个点的纬度值，例如20，表示的是该点的纬度是北纬20
°
。
103.示例性地，用户通过点击gis地图选择初始着火点(120.0934243，36.0076617)，则终端设备100获取到着火点位置，并在如图4所示的用户界面显示出对应的火点位置数据，由图4可见，着火点的经度为120.0934243，纬度为36.0076617。用户可以通过在图4所示的用户界面中设置预设的燃烧持续时长，例如为30分钟。该预设的燃烧持续时长“30分钟”表示用户希望预测出“以该着火点(120.0934243，36.0076617)为基础，经过30分钟后火场的蔓延范围”。用户点击图4中的“开始计算”按钮，则终端设备100基于获取到的着火点位置，在gis地图上建立对应的栅格坐标系。其中，在gis地图上建立对应的栅格坐标系可以如图1所示，栅格坐标系的原点为着火点位置。以着火点为中心，可以具有数量为预设阈值的预设蔓延方向，例如预设阈值可以是16。
104.步骤s302，针对任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格，根据确定的在预设蔓延方向上栅格组对应的蔓延速度以及预设蔓延方向经过栅格组的距离，确定火焰在预设蔓延方向上经过栅格组的时间。
105.其中栅格组包括至少一个栅格，在预设蔓延方向上后一个栅格组对应的蔓延速度是基于前一个栅格组对应的蔓延速度和获取到的着火点信息确定的。
106.具体实施时，可以针对任意一个预设蔓延方向上顺次选取一组栅格，得到多个沿预设蔓延方向相邻的栅格组。其中，栅格组可以包括预设数量的多个栅格，例如每个栅格组包含两个栅格，或者每个栅格组包含三个栅格，也可以只包括一个栅格。本技术对栅格组中包含的栅格数量不作具体限定。
107.针对任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格，根据确定的在预设蔓延方向上栅格组对应的蔓延速度以及火焰从着火点位置沿该预设蔓延方向蔓延时经过该栅格组的距离，确定火焰在预设蔓延方向上经过栅格组的时间。
108.示例性地，假设每个栅格组包括一个栅格，如图5所示，对于预设蔓延方向d3上的一个栅格组，例如第一个栅格组d1，若确定的在预设蔓延方向d3上该第一个栅格组d1对应的蔓延速度为speed1，并且，火焰从着火点位置沿预设蔓延方向d3蔓延时经过该第一个栅格组d1的距离为length1，则根据speed1和length1可以确定火焰在预设蔓延方向d3上经过栅格组d1的时间time1。
109.在一种可能的实现方式中，着火点信息包括的地形信息数据、气象信息数据和植被信息数据。确定栅格组对应的蔓延速度，可以是根据地形信息数据、气象信息数据、植被信息数据和在预设蔓延方向上栅格组的前一个栅格组的蔓延速度，确定栅格组对应的蔓延速度。
110.其中若栅格组是在预设蔓延方向上的第一个栅格组，则栅格组的前一个栅格组的蔓延速度为预设蔓延方向对应的预设速度。
111.示例性地，如图5所示，初始着火点为p，该点为栅格坐标系的原点，对于预设蔓延方向上的第一个栅格组，例如预设蔓延方向d3上的第一个栅格组d1，因为火焰从初始着火
点开始沿各个预设蔓延方向进行蔓延，栅格组d1的前面是初始着火点p，因此栅格组d1的前一个栅格组的蔓延速度是在初始着火点p处预设蔓延方向d3对应的预设速度。该预设速度是一个与初始着火点p对应的确定的值。
112.可以理解地，每个预设蔓延方向对应的预设速度可以相同，也可以不同，本技术对比不作具体限定。
113.具体实施时，预先建立数据平台。数据平台包括数据接入、数据存储、数据接口等服务。数据存储定义数据标准，对接入数据进行规范化处理，存储介质如oracle等，数据接入协议支持http、ftp等。另外支持数据通过表单和excel的方式上传到系统中，实现数据接入。对数据进行目录化管理并提供统一风格的数据调用接口。
114.数据平台主要包括气象数据、dem(数字高程模型)、坡度图、坡向图、可燃物类型等数据，本技术实施例将这些数据作为森林火势蔓延计算中的相关因素，加入到对蔓延数据的预测。除了自然因素数据，本技术的一些实施例还构建防火专题数据平台，如监控点、直升机机降点、瞭望塔、重大危险源、护林检查站、水源地、物资库、专业队伍、取水点等数据。
115.用户选择初始着火点，则终端设备100获取到着火点位置，并根据着火点位置，获取初始着火点对应的地形信息数据，及初始着火点周围的气象信息数据、植被信息数据。
116.获取初始着火点对应的地形信息数据，可以是从预设地形数据平台获取初始着火点对应的地形信息数据。地形信息数据包括坡度。
117.当选择初始着火点之后，林火蔓延预测设备可以自动从预设地形数据平台获取初始着火点对应的坡度，从而在图4所示的用户界面显示出获取的坡度信息，例如坡度为30度。
118.在一些实施例中，地形信息数据还包括坡向。坡向表征坡度的方向。坡向可以从预设地形数据平台的坡向图获取。
119.获取初始着火点周围的气象信息数据，可以是从预设气象数据平台获取初始着火点周围的气象信息数据。其中，气象信息数据包括风力、风向、风速、温度、湿度。
120.植被信息数据可以包括可燃物类型和可燃系数。获取初始着火点周围的植被信息数据，可以是从预设植被数据平台获取初始着火点周围的可燃物类型；若可燃物类型为平铺针叶，则可燃系数为0.8；若可燃物类型为枯枝落叶，则可燃系数为1.2；若可燃物类型为茅草杂叶，则可燃系数为1.6；若可燃物类型为莎草矮桦，则可燃系数为1.8；若可燃物类型为牧场草原，则可燃系数为2；若可燃物类型为红松华山松，则可燃系数为1。
121.用户选择初始着火点，例如gis地图上的点(120.0934243，36.0076617)，则终端设备100获取到着火点位置，并根据着火点位置，获取初始着火点对应的地形信息数据，及初始着火点周围的气象信息数据、植被信息数据。例如，如图4，初始着火点(120.0934243，36.0076617)对应的地形信息为：坡度30
°
，初始着火点周围的气象信息数据包括：风力为3级、风向为南风、风速为5.4米/秒、温度为23摄氏度、湿度79％，植被信息数据包括：可燃物类型的种类为平铺针叶，可燃系数为0.8。对于任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格，林火蔓延预测设备根据地形信息数据、气象信息数据、植被信息数据和在预设蔓延方向上栅格组的前一个栅格组的蔓延速度，确定栅格组对应的蔓延速度。
122.下面以一个栅格组包含一个栅格为例，对确定栅格组对应的蔓延速度的过程进行示例说明。
123.示例性地，图6所示的栅格坐标系，初始着火点为p，该点为栅格坐标系的原点，将每个栅格看作是一个栅格组，则每个栅格组包含一个栅格。具体而言，预设蔓延方向d3上的第一个栅格组d1、第二个栅格组d2、第三个栅格组d3、第四个栅格组d4均是包含一个栅格。
124.可以理解地，预设蔓延方向d3上的栅格组也可以不仅包含一个栅格，例如可以包含两个栅格，比如，预设蔓延方向d3上的栅格组可以是由图6中的d1与d2构成的组合体，或者是d3与d4构成的组合体。本技术对栅格组中包括的栅格的数量不作具体限定。
125.示例性地，假定每个预设蔓延方向对应的预设速度相同。该预设速度可以是初始着火点的初始蔓延速度r0。初始蔓延速度r0可以通过下面的公式计算：
126.r0＝0.0299t 0.047w 0.009(100
‑
h)
‑
0.304
127.其中：t是日最高温度，单位是摄氏度；
128.w是中午风力级数；
129.h是日最小相对湿度，单位是％。
130.可以理解的是，每个预设蔓延方向对应的预设速度也可以不同。例如，在一些实施例中，还可以是将根据初始着火点处，各个预设蔓延方向的坡度对初始蔓延速度r0进行修正，得到各个预设蔓延方向的预设速度。该实施例中，若初始着火点处，各个预设蔓延方向的坡度不同，则各个预设蔓延方向对应的预设速度也不同。
131.本技术的以下实施例，以每个预设蔓延方向对应的预设速度是相同的为例，进行说明。
132.对于某一个预设蔓延方向上的第i组栅格，林火蔓延预测设备根据地形信息数据、气象信息数据、植被信息数据和在预设蔓延方向上栅格组的前一个栅格组的蔓延速度，确定该第i组栅格对应的蔓延速度可以采用以下计算公式实现：
133.步骤a1，确定可燃系数。
134.可燃系数k
s
表示可燃物的易燃程度，本发明中将可燃物分为平铺针叶、枯枝落叶、茅草杂叶、莎草矮桦、牧场草原和红松华山松6类，k
s
值分别取0.8、1.2、1.6、1.8、2、1。
135.步骤a2，确定风更正系数。
136.k
w
＝e
0.178v
137.其中，v表示风速；
138.k
w
表示风更正系数。
139.步骤a3，确定地形坡度更正系数。
[0140][0141]
其中，为坡度值；
[0142]
表示地形坡度更正系数。
[0143]
步骤a4，确定第j个预设蔓延方向上的第i个栅格组上火焰的蔓延速度。
[0144]
第j个预设蔓延方向上的第i个栅格组上火焰的蔓延速度v
ji
可以通过下式计算：
[0145][0146]
式中，
[0147]
v
j(i
‑1)为第j个预设蔓延方向上的第i
‑
1个栅格组上火焰的蔓延速度，；
[0148]
k
s
为可燃系数；
[0149]
v为风速的大小；
[0150]
θ为风的方向与第j个预设蔓延方向的夹角；
[0151]
φ为坡度的方向与第j个预设蔓延方向的夹角；
[0152]
为坡度值。
[0153]
当i的数值为1时，v
j(i
‑
1)
可以是初始着火点的初始蔓延速度r0。
[0154]
在确定任意一个预设蔓延方向上的任意一组栅格组对应的蔓延速度之后，根据确定的在预设蔓延方向上栅格组对应的蔓延速度以及预设蔓延方向经过栅格组的距离，确定火焰在预设蔓延方向上经过栅格组的时间。
[0155]
以图1所示的栅格坐标系为例，预设蔓延方向为16个方向，图1中d1、d5、d9、d
13
分别是正北、正东、正南、正西；d3、d7、d
11
、d
15
分别是东北、东南、西南、西北；其余的方向是分别是与东南西北4个方向夹角正切值为的8个方向。这16个方向上的各个栅格组的蔓延时间的计算公式如下：
[0156][0157]
式中，
[0158]
t
ji
表示的是第j个预设蔓延方向上火焰从第i个栅格组蔓延到下一个栅格组所需要的时间；
[0159]
l表示单位栅格的边长；
[0160]
v
ji
表示第j个预设蔓延方向上的第i个栅格组上火焰的蔓延速度。
[0161]
上述实施例中，栅格组中只包括一个栅格，可以理解地，当栅格组中包含预设数量的多个栅格时，确定各个栅格组的蔓延时间的过程与栅格组只包括一个栅格类似，相似之处，在此不再赘述。
[0162]
步骤s303，针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在预设蔓延方向上经过的各栅
格组的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组。
[0163]
在一种可能的实现方式中，针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在预设蔓延方向上经过的各栅格组的时间，确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组，可以通过以下步骤实现：
[0164]
步骤b01，针对任意一个预设蔓延方向，基于火焰在预设蔓延方向上经过的各栅格组的时间，依次确定火焰在预设蔓延方向上蔓延到达各栅格组的累计时间。
[0165]
具体地，任意一个预设蔓延方向，林火蔓延预测设备基于火焰在预设蔓延方向上经过的各栅格组的时间t
ji
，依次确定火焰在预设蔓延方向上蔓延到达各栅格组的累计时间t
ji
。
[0166]
t
ji
＝∑(t
j1
t
j2

…
t
ji
)
[0167]
步骤b02，若判断到栅格组对应的累计时间大于燃烧持续时长，则将栅格组的上一个栅格组作为目标栅格组。
[0168]
步骤s304，根据确定的火焰在各预设蔓延方向到达的目标栅格组，在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。
[0169]
在一种可能的实现方式中，根据确定的火焰在各预设蔓延方向到达的目标栅格组，在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围，可以通过以下步骤实现：
[0170]
步骤c01，对任意相邻的两个目标栅格组进行插值运算，得到火场蔓延边界。
[0171]
步骤c02，在gis地图上显示与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。
[0172]
示例性地，在各个方向上计算到大于燃烧持续时长为止，若判断到栅格组对应的累计时间大于燃烧持续时长，则将栅格组的上一个栅格组作为目标栅格组，从而可以得到16个目标栅格组。对火焰在这16个目标栅格组上蔓延的终点，通过插值运算得到封闭的边界，该封闭的边界表征火场蔓延边界。林火蔓延预测设备在gis地图上显示如图7所示的与火场蔓延边界相对应的蔓延范围。如图7所示，在一些实施例中，林火蔓延预测设备的用户界面还可以显示蔓延范围相关的火线长度和过火面积。其中火线长度为火场蔓延边界的周长。
[0173]
具体地，对任意相邻的两个目标栅格组进行插值运算时，可以采用多种插值算法，例如，可以采用最邻近插值或双线性插值。
[0174]
最邻近插值是一种最简单的插值算法，输出像素的值为输入图像中与其最邻近的采样点的像素值。在待求象素的四邻象素中，将距离待求象素最近邻的像素灰度赋给待求象素。设为待求象素坐标(x u，y v)，其中，x、y为整数，u、v为大于零小于1的小数，则待求象素灰度的值f(x u，y v)为：选取距离插入的像素点(x u，y v)最近的一个像素点，用它的像素点的灰度值代替插入的像素点。
[0175]
双线性插值又称一阶插值，是线性插值拓展到二维的一种应用，可以通过一系列的一阶线性插值得到。
[0176]
对于点m(x0，y0)，点n(x1，y1)进行双线性插值，则得到的插值点o，其坐标(x，y)满足如下关系：
[0177][0178]
具体实施时，可以用由上式确定的通过点m和点n的线段，来代表点m和点n之间的
火场蔓延边界。
[0179]
示例性地，假设在两个相邻的预设蔓延方向上确定出的相邻的两个目标栅格组中的火焰蔓延的最远点分别为point1(120.09106，36.00734)，point2(120.09110，36.00733)，则对point1和point2进行双线性插值，则可以得到插值点的坐标(x，y)满足如下关系：
[0180][0181]
因此，可以用由上式确定的通过点point1和point2的线段，来代表点point1和point2之间的火场蔓延边界。
[0182]
示例性地，对于图1所示的栅格坐标系，若对于在各个预设蔓延方向d1～d16上依次确定出目标栅格组，从而得到16个目标栅格组dt1～dt16。对火焰在这16个目标栅格组上蔓延的终点，通过插值运算得到封闭的边界，该封闭的边界表征火场蔓延边界，如图8所示。
[0183]
可以理解地，对任意相邻的两个目标栅格组进行插值运算，也可以不选取火焰在目标栅格组上蔓延的终点，而选取各个目标栅格组的其它的特征点，例如，可以选取火焰在各个目标栅格组上延伸轨迹的中点。本技术的实施例中，对目标栅格组进行插值运算时，可以根据需要具体设定在目标栅格组选取进行插值运算的点。本技术对插值运算时选取的目标栅格组上的点的具体形式不作限定。
[0184]
在一种可能的实现方式中，在根据确定的火焰在各预设蔓延方向到达的目标栅格组，在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围之后，还从预设防火资源平台，获取与火场蔓延边界相对应的防火资源数据，并在gis地图上显示防火资源数据；防火资源数据包括危险源信息和救援力量信息。
[0185]
示例性地，点击图7的用户界面中的“显示资源”按钮，如图9所示，林火蔓延预测设备可以在gis地图上显示从预设防火资源平台获取的与火场蔓延边界相对应的防火资源数据。
[0186]
上述实施例的方法，通过基于与gis地图对应的栅格坐标系进行林火蔓延预测，通过确定在预设的燃烧持续时长到达时，火焰在预设蔓延方向到达的目标栅格组，从而在gis地图上确定与火场蔓延边界相对应的蔓延范围，实现快速确定林火的蔓延范围，从而提高火灾救援的决策效率。
[0187]
本发明还提供一种计算机程序介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中提供的任一种林火蔓延预测方法的步骤。
[0188]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0189]
本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或
方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0190]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0191]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0192]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。