Mapping forest fires by nonparametric clustering a
基于类间方差的MODIS森林火灾火点检测方法
在时间分辨率和空间分辨率上都具有优 势。Ｅ Ｓ卫星设计为 Ｏ 近太 阳同步极轨的双星系统 ，由上午星和下 午星组成 ，一颗
卫 星 一 天 扫 描 全 球 ２遍 ， ６个 波 段 中可 用 于林 火 监 测 的通 道 ３
的原理是根据火点在红外光谱波段引起 的异常高温会造成与
周 围像 素 的 明显 反 差 来 进 行 监 测 。美 国 Ｅ Ｓ ｅｒ ｂｅｖｎ Ｏ （ａｔ ｏ ｓｒｉｇ ｈ
ｓｓｅ 系列 星携 带的 中分 辨率成 像光谱 仪 ＭＯ Ｓ ｍ ｄ ｙｔｍ） ＤＩ（ ｏ —
ｅａｅｒｓｌｔ ｎｉ ｇｎ ｐｃｒｄｏ ｔｒ具 有 ３ ｒｔ ｅｏｕｉ ｏ ｍａｉｇｓｅｔ ｉ ａ ｍｅｅ） ６个 波 段 ，覆
如表 １ 所示 。１ ２通道具 有 ２ ０ｍ 的分辨率 ，可 以提供较 和 ５ 好 的下垫面信息 。ＭＯＤ Ｓ数 据在林 火监测 中具有 很大 的应 Ｉ
２ ０ ２ ３０７
摘
要
提 出一种基于火点与背景的类问方差和烟雾掩膜 的红外光谱火 点检测算 法 。 该算 法 的潜 在火点判
定 阈值 设 为 ３５ ０ Ｋ，再 利 用 ＭＯ Ｓ热 红 外 光 谱 通 道 亮 温 数 据 的类 间方 差 值 将 森 林 火 灾 火 点 从 背 景 中 区 分 出 ＤＩ 来 ，并对 低 温 闷烧 火点 采用 烟雾 掩 膜 进 行 识 别 。应 用 该 算 法 对 福 建 省 和 黑 龙 江 地 区 的林 火 数 据 进 行 探 测 处
段。
Ｄ Ｓ火 点 监 测 算 法 采 用 固定 阈值 法 用 于 全 球 火 情 探 测 ，对 不 Ｉ 同环 境 适 应 性 较 差 。 文 提 出一 种 基 于 类 问方 差 和 烟 雾 掩 膜 本
的方法 ， 结合火点周 围的背景信 息确认火点 ， 提高 了火情监
点云树木分类
点云树木分类
一、引言
随着激光雷达技术的快速发展，点云数据在许多领域得到了广泛应用，尤其是在林业和环境监测中。
树木分类是其中的一个重要应用，它可以帮助我们更好地理解森林生态系统的结构和功能。
本文将探讨点云树木分类的方法、技术与实践。
二、点云树木分类方法
点云树木分类的基本流程包括数据预处理、特征提取和分类器训练。
预处理阶段包括去除噪声、填充缺失值和简化数据结构等步骤，以便更好地提取特征。
特征提取是分类过程中的关键步骤，可以根据应用需求选择不同的特征，如几何特征、光谱特征和纹理特征等。
分类器训练则是基于提取的特征对训练样本进行分类，常用的分类器包括支持向量机（SVM）、随机森林和神经网络等。
三、技术实现与实践应用
在实际应用中，点云树木分类技术可以帮助我们更好地了解森林的结构和分布。
例如，通过分析不同树种的点云数据，我们可以了解森林的垂直结构和水平分布，进一步研究森林的生长动态和健康状况。
此外，点云树木分类还可以用于森林资源调查和监测，如森林火灾后植被恢复情况的评估和森林病虫害的监测。
四、结论与展望
点云树木分类技术为森林生态系统研究和环境监测提供了新的工具和方法。
虽然目前该技术已经取得了一定的成果，但仍存在一些挑战和问题需要解决。
例如，如何提高特征提取的准确性和效率，如何处理大规模点云数据的分类问题等。
未来，随着技术的不断进步和应用需求的增加，点云树木分类技术将得到更广泛的应用和发展。
同时，我们也需要加强跨学科合作和技术交流，共同推动点云树木分类技术的进步和应用。
第1 页。
山火蔓延的三元非线性模型
对于山林起火时附近村庄开辟防火道的可行性问题，其关键在于求出火势蔓延至村庄的最短时间。
故我们结合实际情形，把火焰传播至村庄所花费时间的情形分为山火在平地上传播和山坡上传播的两种情况考虑结合火焰的传播原理，及立体几何的知识通过机理分析的方法表示出关于传播总时间t的非线性多元函数，建立非线性规划模型，利用MATLAB求出最短时间t，据此判断村民开辟防火道的可行性并对模型做出分析评价和改进。
关键词：多元非线性方程优化模型MATLAB二．问题重述地势平坦的林区中有一高为h，地面半径为r，圆心为o的圆锥形山峰。
距圆心o距离为a处有一村庄A(a>r），AO方向距o为b处的一点B发生火情（b>r），火势向外蔓延，得知B点发生险情的村庄立即构筑防火墙，现已知构筑完成需要时间t，那么村民应该继续构筑防火墙，还是逃离村庄A？二．问题分析要讨论是构筑防火墙还是逃离村庄取决于B点火势以最短时间蔓延至A村的时间与构筑完成防火墙的时间t的大小关系。
若求得的时间大于t，那么就应该逃离村庄，反之，构筑防火墙，故问题转化为在火势燃至A点时间关于不同路径的函数t=f（s）中求t的最小值问题，把t分别分为平地传播时间和山坡上的传播时间。
运用机理分析法，构造关于不同路径与时间的函数，建立简单的优化模型求出最三．模型假设及变量设置1.模型假设1．林区湿度，植被密度相同 2．火在传播过程中没有收到风的影响 3．山体近似认为是圆锥4．村民A 及其防火墙均视为质点 2.变量设置● 村庄位置A ● 火源位置B ● 平坦地面所在平面S● 圆锥形山峰在地面圆心及半径长度分别为O ，r ● 村庄距底面圆心距离a,火源距底面圆心距离b ● 火势在平地上传播的速度0V ● 火势上下山速度分别为21,V V● 火势最快上山的点C 与最早下山的点D 关于底面O 点在S 平面上构成的夹角θ ● ∠COB ∠DOA 分别为2,1θθ● K 表示山火上山时外焰的高温使火势燃烧速率提高的常量因子。
一种能够批处理的林火行为空间模拟系统
一种能够批处理的林火行为空间模拟系统孙萍;吴秀平;金森;于宏洲;朱朦;王晓红【摘要】A forest ifre behavior space simulation system with batch processing capacity was developed to overcome the shortcoming of existing ifre behavior modeling software that they can not conduct multiple simulations at one time. The system incorporates two most commonly used forest ifre behavior models (the Rothermel model and the Canadian Fire Behavior Prediction Model) and can use fuel data either from the American National Fire Danger Rating System or from the Canadian Fire Behavior Prediction System. The software allows users to conduct multiple simulations with different parameters, environmental variables set by users at one time and to optimally estimate fuel parameters under constraint defined by users. The system can improve simulation efficiency and provide probability distribution of modeled forest ifre behavior, which would be a useful tool for studying on ifre behavior and effects of ifres on ecosystem.%针对现有林火空间蔓延模拟软件输入参数后只能模拟一次，无法批处理多次模拟的不足，开发了具有批处理功能的林火行为空间模拟系统。
模糊神经网络在火灾探测中的应用
修 改稿收 到 日 ：０Ｏ—ｌ 期 ２１ ２—１ 。 ３
第一作 者杨帮 华 ， ，９ １年生 ，０ ６年 毕业 于上海 交通 大学测 量技 女 １７ ２０
术及仪 器专 业 ， 获博士 学位 ， 副教 授 ； 主要 从 事 火灾探 测 、 式识 别 与智 模 能 系统 、 号检测 与处理 等 方面的研 究 。 信
目前 ， 灾探 测 领 域 主 要 采 用 以下 几 种 识 别算 法 。 火
定的信号预处理 电路进行放 大、 滤波和 Ａ Ｄ转换 ， ／ 得
到的数字信号送入微处理器中进行 分析判断。为 了采 用智能算法进行火灾识别 ， 依据特种火灾探测器 国家标 准进行了多次试验 ， 通过上位机软件获取了大量的试验 数据 ， 并根据 获取 的数 据 ， 点研 究 了模 糊 神经 网络 重
持续 时间算法将火灾信号分 为高频部 分和低频部 分 ， 当发生火灾时 ， 传感 器信号低频 部分超过 预定 门限的 持续时 间比正常情况下多 。火灾信号通过与正常或干 扰情况下的信号激 励条件进行 比对输 出报警信号 ， 达 到火灾识别的 目的 。②人工 智能算法 ：０世 纪 ９ ２ ０
董 睁
旅 采 怀２
２０７ ０ ０ ２；
（ 海大学机 电工程 与 自动化 学院 自动化 系上 海市 电站 自动化技 术 重点 实验 室。上 海 上 ，
河南汉威 电子股份 有 限公 司 ， 河南 郑 州 ４ ０ ０ ） ５００
摘
要 ：为进 一步提 高火灾 探测 系统的识 别精度 ， 设计 了温度 ． 复合探 测 系统 。依据 特种 火灾 探测 器 国家标 准 ， 火焰 采集 了大 量试验
林火数据的Logistic和零膨胀Poisson(ZIP)回归模型
林 火 数 据 的 Ｌ ｇｓ ｃ和零 膨 胀 Ｐ ｉ ｏ （ Ｉ ） ｏｉ ｉ ｔ ｏｓ ｎ ＺＰ 回归模 型 ｓ
缪柏 其 韦 剑 ， ，宋卫 国 ， 常春 谭
（ 中国科学技术大学 １ 统计与金融系 合肥 ２ ０ ２ ； ３０ ６ ２ 中国科 学技术大学 火灾 国家重点实验室 合肥 ２ ０ ２ ） ３０ ６
入 与输 出结果 之 间 的映射 关 系 ， 是无 法得 到 简洁 、 但 具有 明确 意义 的 表达 式 。考 虑到 目前 已经 有 大量 的 森林 火灾及 其 相关 的 气象 记 录 等统 计 数 据 ， 为数 理
统计 模 型 的应 用创 造 了条 件 。如果 可 以利 用数 理统 计 方法 建立 这 些数 据 的统 计 模 型 ， 可 以得 到数 学 将
意 义 明确 的表 达式 ， 而揭 示数 据 内部 的统 计规 律 。 从 Ｌｇｓｃ回归模 型 和零 膨 胀 Ｐｉ ｏ ｏｉｉ ｔ ｏ ｓｎ回归 模 型 ， 们 ｓ 它 已经 在 金融 工 程 、 理 分析 等 领域 得 到 了广 泛 的应 心
用， 这些统计模型具有处理 属性数据和离散数据的
优点 ， 可能 是两 种对 火 灾研 究适 用 的模 型 。 因此 ， 文 采 用 Ｌｇｓｃ 回 归 模 型 和 零 膨 胀 本 ｏｉｉ ｔ Ｐｉ ｏ ｏｓ ｎ回归 模 型描 述森 林 火 灾 数 据 ， ｓ 进行 了模 型 选 择 ， 火 灾发 生 的概 率 及 发 生 次 数进 行 了 预测 。用 对 ｏ ｉｉ Ｌｇ ｔ ｓｃ回归 模 型将 数 据 分 别 视 为 分 组 数 据 和有 序
已有 一 些学 者对森 林 火灾 和气 象 条件 的关 系 进
行了研究 ， 确定火灾与湿度温度 日照等气象条件的 关系 （ 详见 ｊ＿ ） ＿４ 。有 些结 果 已经 可 以达 到 实 用要
一种用于火灾识别的高斯函数动态神经网络分类方法
［ ＿ ．
］
高 斯 函数 尺 度 变换 基 层 表 示
从信 号分 类 的 观点 来 看 ， 高斯 二 维 尺 度 平 面
收稿 日期 ：０ １１ Ｏ ２ １—卜１
由于散 射 中心 可 以 用具 有 小 方 差 ；的奇 函 数 ｇ （ ） 好 的 表 示 ， 果 在 使 用 ｇ （ 作 为 高 ｚ 很 如 ｚ）
法 ， 验 证 明 这 种 方 法 可 以使 网络 学 习 较 快 收 敛 ． 实
关键词 ： 灾识别 ； 火 高斯 函 数 ； 态 神 经 网 络 ； 糊 规 则 ； 络 结 构 动 模 网
中 图法 分 类 号 ： Ｐ ８ Ｔ １３ Ｄ ： ０ ３ ６ ／．ｓ ｎ １ ０ — ８ ３ ２ １ ． ２ ０ ８ ０Ｉ １ ． ９ ３ ｊｉｓ ． ０ ６ ２ ２ ． ０ ２ ０ ． ２
根据 火灾 火 焰 的各 种 变 化 特 征 ， 用 图像 处 利 理技 术提 取所 需 的特征 信 息 ， 以神经 网络为 载体 ， 进 行火 灾 图像 的 识 别 判 断 ， 一 步 提 高 了 系统 的 进 可靠 性． 文献 Ｉ ］ 出 Ｂ － 提 １ Ｐ神 经 网 络可 以逼 近 任 意 的非线 性 映射关 系 ， 处 理 火 灾 探 测 的数 据 融 合 对
第 ３ ６卷 第 ２期
２１ ０ ２年 ４月
武汉 理 工大 学学 报 （ 交通 科学 与 工程 版）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ Ｗ ｕ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｙ
Ｖ ｏ１ ６ Ｎ Ｏ ２ ．３ ．
信号 表示 即为 最 优信 号表 示 ． 文 采 用 一 高 斯 调 本 制 的指数 基 函数 ｇ （ 做 信 号展 开 ， 意 给 定 信 ） 任
第一次作业_机器学习_参考答案
第一次作业（机器学习）第一题：给出如下布尔函数对应的决策树： (A ∧B)∨(C ∧D)。
解：ABCTrueCDFalseDFalseTrue FalseTrue FalseTFFTFFTTTTFF第二题：考虑根据不同天气情况决定是否野餐的问题。
现有一个集合，标示了根据某些条件来决定是否进行野餐。
旁边是该问题对应的一个决策树：(a) 圈出表中原本True 但被决策树识别为False 的实例。
无(b) 圈出表中原本为False 但被决策树识别为True 的实例。
见样例上的(c) 如果将一个叶子节点转化为一个非叶子节点，则被转化的应该是哪个叶子节点？(i) Raining=T (ii) Sunny=T (iii) Sunny=F(d) 根据信息增益，以上新加的非叶子节点应该选择什么属性？（log 23≈1.6） 解：数据集中包含6个样本，其中1个正样本（true ），5个负样本（false ）。
则这些数据的熵为：Entropy(S) = - 1/6 * log 2 (1/6) - 5/6 * log 2 (5/6) = 0.65 在该非叶子节点处，可供选择的属性包括Warm, Summer, Sunday ，各自的信息增益分别是：Entropy(S,Warm) = 4/6 * ( - 1/4 * log 2(1/4) – 3/4 * log 2(3/4)) + 2/6 * ( - 2/2 * log 2(2/2))=0.54Entropy (S,Summer) = 5/6 * ( - 1/5 * log 2(1/5) – 4/5 * log 2(4/5)) + 1/6 * ( - 1/1 * log 2(1/1))=0.60Entropy (S,Sunday) = 5/6 * ( - 1/5 * log 2(1/5) – 4/5 * log 2(4/5)) + 1/6 * ( - 1/1 * log 2(1/1))=0.60Gain(S,Warm) = 0.65 – 0.54 = 0.11 Gain(S, Summer) = 0.65 –0.60 = 0.05 Gain(S, Sunday) = 0.65 –0.60 = 0.05 根据以上信息增益，应该选择属性Warm.第三题：下面表格给出了根据某人当前症状来判断其是否生病的训练样本，其中“+”、“-”分别表示“有此症状”和“无此症状”。