MATLAB元胞自动机森林火灾传播仿真系统

资 源 简 介

该项目基于MATLAB实现森林火灾的动态传播仿真，支持自定义森林密度、风速、地形等参数，提供可视化火灾蔓延过程及关键指标统计功能，适用于火灾防控策略研究。

详 情 说 明

基于元胞自动机的森林火灾动态传播仿真系统

项目介绍

本项目采用元胞自动机（Cellular Automata, CA）建模方法，构建了一个森林火灾动态传播仿真系统。系统能够模拟在不同环境条件（如风速、风向、湿度、地形）下，森林火灾的传播过程与动态演变。通过设定多种参数，用户可以观察火灾蔓延的可视化动画，并获取关键的统计指标，为火灾防控策略的制定提供数据支持与理论参考。

功能特性

• 多参数仿真模拟：支持自定义森林初始密度、风速风向、空气湿度与温度、地形坡度等多种环境与地形参数。
• 动态可视化：实时渲染并生成火灾蔓延过程的动态动画（支持GIF或MP4格式输出），直观展示火势发展。
• 关键指标统计：自动计算并输出火灾燃烧总面积、模拟持续时间、蔓延速度等核心统计数据。
• 灭火策略对比：可模拟不同灭火策略（如设置防火带、定点扑救）的实施效果，并进行对比分析。
• 参数敏感性分析：支持对关键参数进行扰动，分析其对火灾传播结果的影响程度。

使用方法

1. 参数配置：在运行主程序前，于相应脚本或配置文件中设置初始参数，包括：

* 初始森林状态矩阵（定义空地、树木、着火点、灰烬区域）。 * 环境参数（风速、风向、湿度、温度）。 * 地形参数（坡度矩阵、海拔高度）。 * 火灾传播规则参数（如树木着火概率、蔓延阈值）。 * 模拟的总时长与迭代步长。

1. 运行仿真：执行主程序文件，系统将开始基于元胞自动机规则进行迭代计算。
2. 结果获取：模拟完成后，系统将自动生成：

* 火灾传播的动态可视化动画文件。 * 各时间步的森林状态矩阵序列。 * 统计图表（如燃烧面积随时间变化曲线）。 * 包含关键指标与简要分析的模拟报告。

1. 结果分析：根据输出的图表与报告，分析火灾传播模式及不同参数或策略的影响。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 编程环境：MATLAB (推荐 R2018a 或更高版本)
• 必要工具箱：Image Processing Toolbox (用于可视化渲染)

文件说明

主程序文件承载了系统的核心仿真流程。其主要功能包括：初始化仿真环境与元胞空间状态；依据用户设定的物理参数与转换规则，驱动元胞自动机进行多时间步的迭代演化；在每个时间步内计算火灾蔓延情况并更新系统状态；实时渲染演化过程以实现动态可视化；在整个模拟结束后，收集并处理数据以生成统计图表和结果报告。