MATLAB元胞自动机森林火灾模拟系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现基于元胞自动机的森林火灾动态模拟，支持树木、燃烧、空地三种状态的演化规则。用户可调节风向、湿度等参数，实时可视化火灾蔓延过程，并统计燃烧面积等关键数据，适用于火灾风险评估与教学演示。

详 情 说 明

基于元胞自动机的森林火灾动态模拟与可视化系统

项目介绍

本项目采用元胞自动机（Cellular Automata）模型，实现了森林火灾传播动态过程的高效模拟与可视化。系统通过建立基于概率规则的细胞状态演化机制，综合考虑风向、湿度、燃烧概率等多因素影响，提供了完整的火灾蔓延仿真、实时可视化展示和量化分析功能。适用于火灾研究、教学演示和防灾预案评估等场景。

功能特性

• 动态过程模拟：精确模拟森林网格中火灾传播的时空演化过程
• 多状态演化规则：实现树木、燃烧、空地三种细胞状态的转换逻辑
• 参数灵活调节：支持风向、湿度、树木密度、引燃概率等关键参数配置
• 实时可视化：提供火灾蔓延过程的动态动画展示，支持颜色编码显示
• 统计分析：实时计算火灾面积、蔓延速度等关键指标并生成统计图表
• 数据导出：支持模拟数据、统计结果和关键帧图像的多种格式导出

使用方法

1. 参数配置：在运行前设置初始森林网格参数（网格尺寸、树木密度）和环境参数（风向、湿度、引燃概率）
2. 启动模拟：执行主程序开始火灾模拟，系统将自动生成初始状态并开始演化计算
3. 实时观察：通过可视化界面实时查看火灾蔓延动态，观察不同参数对传播过程的影响
4. 结果分析：模拟结束后查看统计图表和分析数据，可导出结果用于进一步研究
5. 对比实验：通过调整参数重复模拟，进行不同条件下的火灾传播对比分析

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：Python 3.7+ 或 MATLAB R2020a+
• 内存要求：最低4GB，推荐8GB以上（取决于网格尺寸）
• 存储空间：至少500MB可用空间
• 图形显示：支持彩色显示的图形界面

文件说明

主程序文件实现了系统的核心调度与控制功能，包括参数初始化、模拟进程管理、可视化渲染和数据分析输出。具体整合了元胞自动机演算引擎、图形界面生成模块、统计分析组件以及数据导出接口，通过协调各功能模块完成从参数输入到结果输出的完整工作流程。