火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备与流程

本发明涉及计算机，特别涉及一种火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备。

背景技术：

1、火场蔓延分析一直是全世界火场救灾的难点课题之一。基于不同的假设条件，研究人员提出了各种蔓延模型。传统以点阵栅格的方式计算火场蔓延，遍历栅格按照时间长度标记其蔓延的栅格，最后形成时间长度的蔓延区域。该方法对内存和cpu资源依赖较大，计算量大，计算时间较长，且对火场边缘的描述精度依赖于栅格尺寸大小。

2、因此，如何高效、准确地对火场蔓延区域进行模拟仿真是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备，能够高效、准确对火场蔓延区域进行模拟仿真。其具体方案如下：

2、本申请的第一方面提供了一种火场蔓延区域仿真系统，包括：

3、输入接口，用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；

4、仿真器，用于利用预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；

5、输出接口，用于将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。

6、可选的，所述输入接口包括第一输入接口，用于将当前火场与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源在墨卡托坐标系下的坐标输入至所述火场蔓延区域仿真系统；

7、其中，所述火场蔓延区域仿真系统还包括第二输入接口，用于将所述椭圆模型中表征当前火场的环境因素的模型参数输入至所述火场蔓延区域仿真系统，以便利用输入的所述模型参数构建所述椭圆模型。

8、可选的，所述模型参数包括椭圆长轴、椭圆短轴及椭圆长轴与水平方向的方向角；

9、相应的，所述利用输入的所述模型参数构建所述椭圆模型，包括：

10、从所述初始覆盖区域中任意选取一个顶点作为基准点，并将所述墨卡托坐标系旋转所述方向角角度后进行平移使得所述基准点与基准坐标系下标准椭圆的左焦点重合，以构建与所述墨卡托坐标系对应的所述基准坐标系；

11、将通过所述第一输入接口输入的所述墨卡托坐标系下的坐标转换为所述基准坐标系下的坐标，以得到所述椭圆模型。

12、可选的，所述确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，包括：

13、在所述基准坐标系下构建与每个顶点的所述点火源对应的具有所述椭圆长轴、所述椭圆短轴且以该所述点火源为左焦点的所述第一蔓延区域。

14、可选的，所述对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，包括：

15、在所述基准坐标系下确定每两个相邻顶点的所述点火源组成的所述线火源的直线段及与所述直线段平行且与两个所述点火源的所述第一蔓延区域均相切的切线段，以仿真计算得到每条所述直线段与对应的所述切线段之间的所述第二蔓延区域。

16、可选的，所述基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域，包括：

17、将所述第一蔓延区域的椭圆弧边界及所述第二蔓延区域的线段边界组成的封闭区域确定为当前火场在预设时间后的所述最终覆盖区域。

18、可选的，所述火场蔓延区域仿真系统，还包括：

19、线段逼近模块，用于通过线段逼近的方法分别确定出与所述最终覆盖区域中每个所述椭圆弧边界对应的逼近线段集合，并将所述逼近线段集合中的线段及所述第二蔓延区域的线段边界组成的封闭区域确定为改进后的所述最终覆盖区域。

20、可选的，所述火场蔓延区域仿真系统，还包括：

21、坐标还原模块，用于将所述基准坐标系平移后旋转所述方向角角度使所述基准坐标系转换为所述墨卡托坐标系，以将所述基准坐标系下的坐标转换为所述墨卡托坐标系下的坐标；

22、相应的，所述输出接口，还用于将坐标转换后的所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。

23、本申请的第二方面提供了一种火场蔓延区域确定方法，应用于前述火场蔓延区域仿真系统，包括：

24、将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；

25、利用所述火场蔓延区域仿真系统中预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；

26、将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。

27、本申请的第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器；其中所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现前述火场蔓延区域确定方法。

28、本申请中的火场蔓延区域仿真系统包括输入接口、仿真器和输出接口。首先，所述输入接口用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；其中，所述初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域。其次，所述仿真器用于利用预先构建的椭圆模型确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；其中，所述椭圆模型将火场中每个所述点火源的所述第一蔓延区域映射为椭圆形；最后，所述输出接口用于将所述最终覆盖区域输出至所述火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。可见，本申请利用将蔓延区域设定为椭圆形的仿真器对输入接口输入的当前火场的初始覆盖区域分别进行点火源和线火源层面上的仿真计算，从而在面火源层面确定出最终覆盖区域，能够高效、准确对火场蔓延区域进行模拟仿真。基于此，本申请还相应提供一种火场蔓延区域确定方法及设备，能够达到相同的技术效果，在此不进行赘述。

技术特征：

1.一种火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述输入接口包括第一输入接口，用于将当前火场与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源在墨卡托坐标系下的坐标输入至所述火场蔓延区域仿真系统；

3.根据权利要求2所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述模型参数包括椭圆长轴、椭圆短轴及椭圆长轴与水平方向的方向角；

4.根据权利要求3所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述确定与所述初始覆盖区域对应的所述凸多边形区域每个顶点的所述点火源的第一蔓延区域，包括：

5.根据权利要求4所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述对每两个相邻顶点的所述点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，包括：

6.根据权利要求5所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，所述基于所述第一蔓延区域及所述第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域，包括：

7.根据权利要求6所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求3至7任一项所述的火场蔓延区域仿真系统，其特征在于，还包括：

9.一种火场蔓延区域确定方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的火场蔓延区域仿真系统，包括：

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器；其中所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求9所述的火场蔓延区域确定方法。

技术总结
本申请公开了一种火场蔓延区域仿真系统、火场蔓延区域确定方法及设备，包括：输入接口，用于将当前火场的初始覆盖区域输入至火场蔓延区域仿真系统；初始覆盖区域为由不同点火源构成的凸多边形区域；仿真器，用于利用预先构建的椭圆模型确定与初始覆盖区域对应的凸多边形区域每个顶点的点火源的第一蔓延区域，并对每两个相邻顶点的点火源组成的线火源的第二蔓延区域进行仿真计算，以基于第一蔓延区域及第二蔓延区域确定出当前火场在预设时间后的最终覆盖区域；椭圆模型将火场中每个点火源的第一蔓延区域映射为椭圆形；输出接口，用于将最终覆盖区域输出至火场蔓延区域仿真系统的人工交互界面进行显示。能够高效、准确对火场蔓延区域进行模拟仿真。

技术研发人员：朱超,陈俊杰,敬鸿飞,邹健飞,张鹏,安一纯,孟超,康驰,苏永生
受保护的技术使用者：中电科特种飞机系统工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15