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基于气象因子的三维林火蔓延可视化

可燃物、地形与气象因子是影响林火行为的三个重要因素，而目前的林火蔓延模型对气象因子的考虑并不充分，因此本文提出了一种基于环境气象因子的林火蔓延方法来呈现出真实环境中的林火蔓延模拟可视化。对于以温度为核心构建的单木热解模型无法表达出不同季节的林木燃烧的差异，本文基于林木热解时含水量特征的不同构建出适用于不同季节的单木热解模型。此外，以基于改进的惠更斯原理作为林火蔓延的理论依据，将受天气控制的如风速、风向和降水量等气象因子与林火蔓延过程耦合，考虑到地形因素来模拟三维场景内的林火蔓延，并实现了降水导致林火熄灭过程的可视化。最后，为了增强构建的森林环境的真实感，研究实现了雨雪与地形、林木之间的交互，即当降水、降雪时会影响相应的地形及植被纹理。简而言之，本文采用基于环境气象因子的林火蔓延方法，并考虑到不同天气与环境的交互构建出真实的森林场景，模拟出气象因子影响下的林火蔓延过程。