К моделированию распространения природных пожаров с использованием ГИС-технологий

Авторы

  • Гладской И.Б. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Павлова А.В. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Рубцов С.Е. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation

УДК

510.67:528:554

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-16-4-13-21

Аннотация

При моделировании пожарных ситуаций весьма эффективными инструментами являются дискретные клеточно-автоматные подходы, а также геоинформационные системы (ГИС), обладающие возможностями хранения и визуализации пространственной информации. В работе описаны методы клеточно-автоматного моделирования, позволяющего расширить возможности изучения процессов, связанных с распространение фронта пожара. С целью использования ГИС в качестве средства картографической визуализации результатов моделирования выполнено построение цифровой модели рельефа (ЦМР) местности для горных и прибрежных районов территории Краснодарского края и разработана технология создания 3D модели рельефа этих территорий. Для модельного описания реальных расчетных областей в настоящей работе построена цифровая модель местности территории Краснодарского края. Выполнено редактирование топоосновы, охватывающей территорию Краснодарского края и состоящей из 29 листов неспроектированных (в географических координатах) цифровых данных в формате покрытий ArcInfo масштаба 1:200000. Картографическое представление в ArcView территории Краснодарского края, построенное по этим данным в проекции Гаусса-Крюгера, было разбито на участки размером 10x10 км. Средств ArcView использованы для получения TIN и GRID представления рельефа местности.
Комбинация функций, реализованных в авторских алгоритмах, с функциями ГИС обработки атрибутивных и графических пространственных данных позволит получить эффективные решения моделирования пространственно распределенного процесса.

Ключевые слова:

триангуляция, композиционный клеточный автомат, распространение фронта огня, ГИС, цифровая модель рельефа

Финансирование

Работа выполнена при поддержке РФФИ и администрации Краснодарского края (19-41-230005)

Информация об авторах

Игорь Борисович Гладской

канд. физ.-мат. наук, директор Центра информационной безопасности (ЦИБ) Кубанского государственного университета

e-mail: i.glad@list.ru

Алла Владимировна Павлова

д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

e-mail: pavlova@math.kubsu.ru

Сергей Евгеньевич Рубцов

канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

e-mail: rub_serg@mail.ru

Библиографические ссылки

  1. Kourtz P.H., O'Regan W.G. A model for a small forest fire to simulate burned andburning areas for use in a detection model // Forest Science. 1971. Vol. 17, Iss. 2. P.163–169.
  2. Перминов В.А. Математическое моделирование возникновения и распространения верховых лесных пожаров в осредненной постановке // Журнал технической физики. 2015. Т. 85. Вып. 2. С. 24–30.
  3. Асылбаев Н.А. Математическое моделирование распространения степного пожара // Компьютерные исследования и моделирование 2010. Т. 2. № 4. С. 377–384.
  4. Мышецкая Е.Е. Математическое моделирование лесных пожаров с применением многопроцессорных ЭВМ // Математическое моделирование. 2008. Т. 20. №1 1. С. 28–34.
  5. Баровик Д.В., Таранчук В.Б. Алгоритмические основы построения компьютерной модели прогноза распространения лесных пожаров // Фундаментальные науки. Информатика. 2011. № 12. С. 51–56.
  6. Кузык А.Д., Карабын О.А. Математическое моделирование распространения лесного пожара с учетом ветра и рельефа // Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza. 2013. Vol. 32. Iss. 4. P. 107–113.
  7. Рубцов С.Е., Павлова А.В. Клеточно-автоматные модели диффузионно-реакционных процессов многокомпонентных примесей // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2017. № 6. С. 55–60.
  8. Рубцов С.Е., Павлова А.В., Олейников А.С. Клеточно-автоматное моделирование диффузии многокомпонентной примеси // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2017. № 4. Вып. 1. С. 86–93.
  9. Павлова А.В., Родионов П.Р., Рубцов С.Е. К клеточно-автоматным моделям пожаров // Экология. Экономика. Информатика. Серия: Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. Вып. 4. Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2019. С. 245–251.
  10. Митакович С.А. Прогнозирование распространения лесного пожара в ArcGIS // ГИС: теория и практика. ArcGIS 10.1. 2012. № 3 (62). https://www.esri-cis.ru/news/arcreview/ detail.php?ID=7818&SECTION_ID=252
  11. Finney M.A. FARSITE: Fire Area Simulator // Model Development and Evaluation. USDA For. Serv. Res. Pap. RMRS-RP-4. 1989.
  12. Toffolli T., Margolus N. Cellular Automata Machines. MIT Press, 1987. 279 p.
  13. Bandman O. Comparative Study of Cellular automata Diffusion Models // Lecture Notes in Computer Science. 1999. Vol. 1662. P. 395–399.
  14. Евсеев А.А., Нечаева О.И. Клеточно-автоматное моделирование диффузионных процессов на триангуляционных сетках // Прикладная дискретная математика. 2009. № 4. С. 72–83.

Загрузки

Выпуск

2019. Том 16. № 4

Раздел

Механика

Страницы

13-21

Отправлено

2019-11-28

Опубликовано

2019-12-11

Как цитировать

Гладской И.Б., Павлова А.В., Рубцов С.Е. К моделированию распространения природных пожаров с использованием ГИС-технологий // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2019. Т. 16, №4. С. 13-21. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-16-4-13-21

Copyright (c) 2019 Гладской И.Б., Павлова А.В., Рубцов С.Е.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.