Page 122 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期

1144 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 6 月

线及火场信息标签页，实现了对火灾蔓延范围与 模拟的火灾主要向南北两侧蔓延，最高蔓延速度
关键信息的实时可视化，如图 9 所示。 为 23.65 m/min，但东侧实际火场的火灾蔓延较
预测火场过快。分析产生差异的原因为：在火灾
发生后，消防救援紧急扑救河流边沿南北方向的
平原农田区域的火灾，扑救城镇-森林交界域的火
灾蔓延，因此南北方向上火灾蔓延较慢。同时根
据获取的气象数据发现，在 3 月 31 日上午 08：00
至 10：00 风向突变为东风，因此加速了森林火灾
向东的蔓延。通过后续火场蔓延模拟与实际对
比发现，系统能模拟火灾向东蔓延趋势。从 3 月
31 日 15：00 的火场开始模拟的结果显示，蔓延经

图 9 平台模拟界面展示 过一次修正后，基本实现了对东部山区的蔓延预
测，同时能预测火灾向南北方向的蔓延趋势，对
Fig. 9 Platform Simulation Interface Display
南北两侧与峡谷平原地区的城镇-森林交界域火
通过火灾蔓延预测结果复盘分析，模拟结果 灾 救 援 行 动 具 有 一 定 的 指 导 意 义 。 从 4 月 1 日
与实际火场范围对比如图 10 所示，暗红色为模拟 11：30 的火场模拟结果显示，再次经过修正后，模
火场蔓延范围，鲜红色为实际火场蔓延范围。可 拟的精确度有了大幅提升，基本实现东侧及南北
以发现，从 3 月 30 日 17：00 开始模拟的结果显示， 两侧的火灾蔓延预测。

图 10 火灾蔓延模拟预测结果
Fig. 10 Fire Spread Simulation and Prediction Results

3.3.3 误差分析 n 2
E RMSE = ∑( y i - y ̂ i ) /n （4）
为分析模拟与实际火场范围的差异，全面反
i = 1
映森林火灾燃烧蔓延预测模型动态修正模拟结 n
|
E MAE = | y i - y ̂ /n （5）
∑
i
果功能，引入 Sørensen-Dice（SC）系数、均方根误 i = 1
差（root mean square error，RMSE）、平 均 绝 对 误 式中，c SC 为 SC 系数值；|S|和|R|分别是预测火场与
差（mean absolute error，MAE） ［61］ 。 SC 系 数 越 实际火场的面积； |S ∩ R| 表示预测火场与实际火
高，相似度越高；而 RMSE 和 MAE 系数越低，误 场的交集部分面积； y i 为第 i 个实际火场面积； y ̂ i
差越低。计算公式如下： 为第 i 个模拟预测的火场面积；n 为样本数量。
2|S ∩ R| 图 11 为模拟的实际交集与实际火焰蔓延面
c SC = （3）
|S| + |R| 积的对比，可以发现，3 次火灾蔓延模拟与实际火