Page 123 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期

第 50 卷第 6 期 张玉春等：森林火灾燃烧蔓延预测模型及预报平台研究 1145

灾的交集面积均随时间的增加逐渐增大。3 月 30 似系数低于 0.1，这可能是由于人为、气象等因素影
日 17：00 未经修正时，预测的面积与实际面积的 响森林火灾蔓延的过程，同时蔓延时长较长。经过
差值较大；但经过修正模拟后，模拟火灾蔓延与 动态修正后，相似系数有著提升，最终达到 80% 以
实际火灾蔓延的交集面积逐渐增加，能更好地预 上。同时，随着模拟时长增加，模拟精度逐渐降低。
测火灾蔓延。分析可知，4 月 1 日 11：30 第二次优
化，交集面积与实际蔓延面积的差值较前两次模
拟有了很大的减小，由此证明实时调用动态情景
数据可有效降低预测与实际火灾蔓延面积的误
差，提高森林火灾燃烧蔓延预报的精度。
图 12 为各个工况的 SC、RMSE 及 MAE 系数的
变化。通过图 12（a）RMSE 和 MAE 系数发现，随着
动态修正次数的增加，对应系数值均逐渐降低，MAE
和 RMSE 系数表现的模拟与预测面积的误差值最
终均降至 0.55 km ，反映了模型动态修正降低模拟
2
与实际面积误差的功能。通过图 12（b）SC 系数可
图 11 模拟与实际火灾蔓延面积对比
以发现，第一次模拟结果与实际具有较大差异，相
Fig. 11 Simulated and Actual Fire Spread Area
似系数逐渐变小，最终模拟结果与实际火场对比相

图 12 系数变化图
Fig. 12 Factors Changes

3.4 讨论 4 结 语
本文利用真实案例对森林火灾燃烧蔓延预
报平台进行了验证，采用 SC、RMSE 及 MAE 系 本 文 以 Rothermel 模 型 和 Van Wagner 树 冠
火引燃模型为核心计算模型，惠更斯原理作为森
数对平台动态修正功能进行了评估，发现该平台
林火灾燃烧蔓延预测模型的核心计算原理，确定
能较好地实现对森林火灾蔓延的模拟预测，能为
了森林火灾燃烧蔓延预测模型的计算流程，设计
森林火灾消防救援与应急决策提供一定的指导。
开发了森林火灾燃烧蔓延预报平台，实现了情景
但本文仅对一个真实森林火灾案例进行了分析，
数据动态输入、火灾范围蔓延与火场关键信息实
且未充分考虑强风、飞火等特殊条件，因此后续
时预报及动态修正等功能。以某真实森林火灾
将利用更多的真实森林火灾案例验证预测模型
数据为例，依托森林火灾燃烧预报平台，利用森
的适用性，也将进一步考虑特殊条件对预测适用
林火灾燃烧蔓延预测模型，对区域内风场变化和
性的影响。另外，机器学习方法在灾害态势预测 火灾蔓延过程分别进行模拟预测，并调用高精度
与风险评估方面得到了广泛应用，因此后续研究 遥感卫星动态情景数据迭代优化火灾蔓延的模

会将机器学习方法引入蔓延预测模型中，以优化 拟预测结果。
提升森林火灾蔓延预测模型的适用性。 通过对区域内风场的模拟，分析地形与风向