基于隐马尔可夫模型的火灾风险评估研究

闫胜良, 马继东, 田静

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森林工程 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (02) : 151-158.

基于隐马尔可夫模型的火灾风险评估研究

  • 闫胜良, 马继东, 田静
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摘要

近年来全球气候变化越来越复杂,自然灾害频发,森林防火形式日益严峻,森林火灾风险评估工作越来越重要。为此,基于隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model, HMM)提出一种森林火险评估模型。首先构建森林火灾风险指标体系,将其分为气象条件、森林特征以及防火意识和能力3类12个指标,并根据层次分析法计算指标权重。同时,针对HMM模型求解过程中Baum-Welch算法对初始值有较强的依赖性且容易陷入局部最优的问题,提出通过粒子群优化算法搜索全局最优解作为HMM初始值,再使用Baum-Welch算法进行局部校正,使其快速收敛到全局最优解。利用优化前后的2个模型分别对重庆市森林火灾风险数据开展评估,验证优化后的模型能够有效地评估森林火灾风险,并且与改进前相比更精确,可为区域森林防火工作提供有效指导。

关键词

森林火灾 / 风险评估 / 火险指标体系 / 隐马尔可夫模型 / 粒子群优化算法

中图分类号

S762

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闫胜良, 马继东, 田静. 基于隐马尔可夫模型的火灾风险评估研究. 森林工程. 2024, 40(02): 151-158

基金

国家自然科学基金(项目号31870537); 黑龙江省自然科学基金项目(LH2021D016)

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