シベリア森林火災延焼予測シミュレーションシステムの開発

开发预测西伯利亚森林火灾蔓延的模拟系统

• 批准号: 16700200
• 负责人: 渡邊 浩太
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16700200/
• 关键词: 森林火災; 延焼予測シミュレーション; セルオートマトン法; 並列計算; MPI; 擬似乱数

本研究は,シベリアで毎年発生している大規模な森林火災の延焼予測シミュレーションシステムを開発することである。昨年度までの実績として,実用的で高精度な予測を行うために,より高精細度な地形データおよび植生情報が必要であることが判明している。シミュレーションにはセルオートマトン法を用いるが,この方法は,解析領域を格子状に分割し,分割されたセル一つ一つに情報(植生・地形データ)を持たせる必要がある。そのため,シミュレーションの精度を上げるためにはひとつのセルに対応する実面積を小さくする必要がある。それによりセルの総数が膨大になるため単独の計算機では解析に非常に時間がかかるようになる。そこで,並列計算ライブラリーであるMPI(Message Passing Interface)を用いてシミュレーションプログラムを並列化し,PCクラスタ上でプログラムを走らせた。また,風等の気象条件等をシミュレーションに組み入れるために,差分法等の解析手法を使用する可能性があり,その際には大規模な連立方程式の高速解法であるマルチグリッド法を用いる必要がある。そこで,本年度は,領域分割によるMPIを用いた並列計算および,マルチグリッド法の研究を行った。さらに,開発したプログラムには多くのパラメータが存在し,予測精度の向上には,これらのパラメータの最適化が必要となる。そこで,よく知られた遺伝的アルゴリズムよりもいくつかの点で優れている免疫型アルゴリズムを用いた最適化の研究も行った。

This study focuses on the prevention and control of large-scale forest fires that occur every year. Yan Yaki predicts the シミュレーションシステムを开発することである. Last year's performance was high, and the high-precision forecast was used The precision of the terrain and vegetation information is necessary to determine the importance of it.シミュレーションにはセルオートマトン method を Use the いるが, この method は, the analysis field is a grid shapeに Division し, Division されたセル一つ一つにinformation (vegetation・terrain データ) をhold たせるNecessary がある.そのため,シミュレーションのprecisionを上げるためにはひとつのセルに対応する実区を小さくするNecessaryがある.それによりセルの総numberがexpandになるため単单のcomputerではanalyticsにveryにtimeがかかるようになる.そこで,Parallel calculation of MPI (Message Passing Interface) is used to parallelize the system and use it on PC. It is possible to use analytical techniques such as wind and other climatic conditions, etc. It is possible to solve large-scale continuous equations at high speed, and it is necessary to solve the problem using the same method.そこで, this year, the field segmentation and MPI are used to calculate parallel calculations, and the research on the マルチグリッド method is carried out.さらに,开発したプログラムには多くのパラメータがexistent, give It is necessary to improve the measurement accuracy and optimize the measurement accuracy.そこで,よく知られた伝的アルゴリズムよりもいくつかの点でExcellent immunity type アルゴリズムを uses いたoptimization の行った.