FlamMap 是一款在 64 位 Windows 操作系統環境中運行的火災分析桌面應用程序。它可以模擬潛在的火災行爲特徵（蔓延速度、火焰長度、火線強度等）、在恆定環境條件（天氣和燃料水分）下的火災增長和蔓延以及條件燃燒概率。隨着 FARSITE 的加入，它現在可以在地形、燃料、燃料水分和天氣等不同條件下計算野火的生長和更長時間的行爲。）
子系統：
- FARSITE
- FlamMap BASIC
- Minimum Travel Time （最短行程時間）
- Treatment Optimization Model （處理優化模型）
- Conditional Burn Probability （條件燃燒概率）
火災行爲模型：
- Rothermel (1972) 的表面火勢蔓延模型，
- Van Wagner (1977) 的冠火引發模型，
- Rothermel (1991) 的樹冠火蔓延模型，
- Albini (1979) 的觀察模型，
- Finney (1998) 或 Scott 和 Reinhardt (2001) 的冠火計算方法
- Nelson (2000) 的死燃料水分模型。這允許根據坡度、陰影、海拔、坡向和天氣調節每個像素中的死燃料。
由於在使用 FlamMap、MTT、Burn Probability 和 TOM 時環境條件保持不變，因此它不會像 FARSITE 那樣模擬由天氣和晝夜波動引起的火災行爲的時間變化。它也不會顯示由支持或側翼火力行爲引起的空間變化。在絕對而非相對意義上使用這些模型查看 FlamMap 輸出時，需要考慮這些限制。然而，這些輸出非常適合燃料處理效果的景觀水平比較，因爲燃料是唯一變化的變量。輸出和比較可用於識別危險燃料和地形的組合，有助於確定燃料處理的優先順序。
FlamMap 軟件創建了各種潛在火災行爲特徵（例如，蔓延率、火焰長度、冠火活動）和環境條件（死燃料水分、中間火焰風速和太陽輻照度）的矢量和光柵圖整個景觀或特定建模應用程序，這些相同的輸出僅限於模擬足跡（MTT 和 FARSITE）。這些柵格地圖可以在 FlamMap 中查看或導出以用於 GIS 或圖像格式。
下載地址：美國農業部米蘇拉實驗室的官網https://www.firelab.org/project/flammap
在軟件運行之前需要構建landscape文件，其由以下八種要素組成：
-
高程 Elevation
-
坡度 Slope
-
坡向 Aspect
-
可燃物模型 Fuel Model
-
林冠覆蓋度 Canopy Cover
-
植被高 tree height
-
植被基底高 crown base height
-
植被容重 crown bulk density
-
可燃物量 FCCS
| File Theme | Required | Default Units | Alternate Units |
|---|---|---|---|
| elevation | yes | meters | feet |
| slope | yes | degrees | percent |
| aspect | yes | degrees | |
| fuel model | yes | integer (0-255) | |
| canopy cover | yes | percent | |
| tree height | no | meters*10 | meters, feet, feet*10 |
| crown base height | no | meters*10 | meters, feet, feet*10 |
| crown bulk density | no | kg/m3*100, | kg/m3, lbs/ft3, lbs/ft3*100 |
| FCCS | no | integer |
前五個是必要的數據場（注意上述五類數據的空間分辨率和行列像元必須完全對齊），用於計算地表火。後三個組用於計算樹冠火。
此外還需提供有關未燃和未燃燃料的溼度、天氣信息以及風速和風向的信息。
1 加載
本教程的數據文件位於 ...FlamMap6\Tutorial\ 中。安裝 FlamMap 的默認文件夾是 C:\Workspace\FlamMap6\
當第一次啓動 FlamMap 時，它會打開一個名爲“FlamMap1”的默認項目窗口。
右側（“Display”）窗格是空的，因爲沒有加載Landscape ，左側（“Tree”）窗格僅包含兩行，項目和景觀項目。
載入Landscape
第一步是將Landscape 加載到默認項目中； 右鍵單擊？ 沒有 Landscape File 項目會彈出一個快捷菜單，其中只有 Open 和 Help 命令可用。
從快捷菜單中選擇打開命令以打開標準窗口的“打開”對話框。 導航到 ...\FlamMap6\Tutorial\ 文件夾並選擇 happyTutorial.tif 作爲Landscape 並單擊打開按鈕。 “FlamMap1”項目窗口將如下所示。
https://owfflammaphelp62.firenet.gov/FileTypes/PU_Landscape_File.htm
加載輔助主題
生成 FlamMap 輸出不需要輔助主題，但它們對於定位和查看結果很方便。
矢量主題
將加載一個顯示道路的矢量 shapefile。 首先，通過單擊它的框來展開 ♦Auxiliary Themes 項。 然後右鍵單擊 ♦Vector Themes 樹項以顯示以下快捷菜單。
從快捷菜單中選擇 New Vector Theme 命令以顯示標準窗口的“Open”對話框。 導航到 ...\FlamMap6\Tutorial\ 文件夾並選擇 Roads.shp 文件並單擊打開按鈕。 “FlamMap1”項目窗口在“顯示”窗格中將燃料模型層上的道路顯示爲藍線。 現在通過單擊它的框展開 ♦Vector Themes 樹項以在樹中顯示藍色複選標記 ♦ Roads 項。
柵格主題
現在加載植物覆蓋類型的柵格主題。 右鍵單擊 Grid Themes 樹項以顯示以下快捷菜單。
從快捷菜單中選擇 New Vector Theme 命令以顯示“Open”對話框。 導航到 ...\FlamMap6\Tutorial\ 文件夾並選擇 LandfireEVT.tif 文件並單擊打開按鈕。 可能需要將文件類型過濾器更改爲 GeoTiff 文件 (*.tif) 或所有文件 (.) 才能在“打開”對話框中查看此文件。 通過單擊它的框展開 ♦Grid Themes 樹項目，然後選擇 Inactive grid theme icon ♦ LandfireEVT 項目以顯示這個新的柵格主題。
注意：柵格主題沒有默認圖例，因此每個輔助柵格主題都會有一個隨機顏色圖例，直到用戶更改爲止。
保存 FlamMap 項目
在本教程的此時或本教程的任何位置，您都可以保存您的 FlamMap 項目，這樣您就可以關閉 FlamMap 並返回而不會丟失任何您的工作。 要保存，請右鍵單擊樹窗格中的 ♦ FlamMap1 行（它是最上面的行）並從快捷菜單中選擇保存。 “Save As”對話框打開，其中選擇了 ...\FlamMap6\Tutorial\ 文件夾。 將您的項目命名爲“FirstTutorial.fmp”並單擊OK按鈕。
2 FARSITE 模擬
引導完成一個簡單的 Farsite 模擬，您可以在其中估計未來兩天發生小火（small fire）的可能性。 本課程將利用 WindNinja 功能對地形上的風進行建模，並通過限制燃燒時間來限制火勢蔓延以獲得更真實的結果。
打開項目
如果您已關閉項目或關閉 FlamMap，則可以通過從菜單欄中選擇文件 > 打開命令來重新打開項目。 在“Open ”對話框中選擇文件 FirstTutorial.fmp 並單擊打開按鈕。
天氣輸入選項卡
右鍵單擊“Tree”窗格中的 ♦Runs 行以顯示此快捷菜單。
從快捷菜單中選擇 New Farsite Run 以打開“Farsite Run:New Farsite Run”對話框。 顯示Weather Inputs選項卡。
首先，將運行名稱更改爲“Fake Fire”，然後單擊Apply 按鈕。
Fuel Moisture文件
初始燃料水分文件
接下來，添加初始Fuel Moisture。 Farsite 將在整個模擬過程中調整死可燃物（dead fuel），但活可燃物將與初始Fuel Moisture (.FMS) 文件中的值保持不變。
死可燃物（dead fuel）：凋落物、枯草、枯立木、採伐剩餘物等枯死植物體的總稱。
在天氣輸入選項卡上單擊按鈕以顯示Fuel Moisture文件的選項。 按鈕顯示多個Fuel Moisture File (.FMS)選項，選擇打開 FMS 文件...選項。 出現“打開”對話框，導航到 C:...FlamMap6\Tutorial\ 文件夾並選擇 ERC97th.FMS 文件並單擊打開按鈕。 顯示初始Fuel Moisture的編輯對話框出現，這裏不需要編輯，因此只需使用關閉按鈕關閉對話框。
初始燃料水分文件說明
https://owfflammaphelp62.firenet.gov/FileTypes/PU_Initial_Fuel_Moistures.htm
使用以下 ASCII 整數空格分隔格式
- Fuel Model "0" 是初始燃料水分 (.FMS) 文件中未列出的燃料模型的默認值
- Fuel Models 1-256 對應於標準燃料模型（Anderson，1983 年或 Scott 和 Burgan，2005 年）或自定義燃料模型 (.FMD) 文件中描述的模型。
- 每個類別的燃料水分以百分比（整數）表示，可能超過 100。 LiveH and LiveW indicate "live woody" （活木本）and "live herbaceous" （活草本）fuels。
- 如果使用自定義燃料模型，它們可以在此文件中指定初始燃料水分或依賴默認值（fuel model "0"）
創建新的初始燃料水分文件
此環境中沒有自定義fuel models，因此可以忽略Use Custom Fuels (*.fmd) 選項。 Fuel Moisture Files文本框將如下所示。
Winds風
在Winds組中，選擇Generate Gridded Winds From Weather Inputs單選按鈕。 然後，Farsite 將使用 WindNinja Conservation of Mass 解算器爲模擬中的每個燃燒週期模擬風。 單擊 Wind Ninja Options 按鈕以打開“Farsite Wind Ninja Options”對話框。
使用默認分辨率：此landscape 30 米將佔用大量計算資源並需要大約 15 分鐘。 如果您趕時間或使用低端計算機，請將 Resolution: 更改爲 60 米。 請注意，這會減少 Number of Wind Ninja cells: 75%，現在應該會在 3-5 分鐘內運行。 單擊OK 關閉“Farsite Wind Ninja 選項”對話框。
單擊 Weather Inputs 選項卡上的 Apply 並移至 Weather Stream and Burn Periods選項卡。 要退出“Farsite Run：”對話框並稍後繼續，請單擊OK。
Weather Stream and Burn Periods選項卡
在 Weather Stream 和 Burn Periods 選項卡中，您將爲 Farsite 用於調節死可燃物和識別燃燒週期的模擬選擇天氣週期。
單擊 WXS 文件按鈕。 按鈕並選擇“打開 WXS 文件...”命令。 出現“Open”對話框，導航到 C:...FlamMap6\Tutorial\ 文件夾。 選擇 OakKnoll2016.WXS 文件並單擊打開。
“Edit WXS File:”對話框打開，顯示可用於模擬的天氣觀測。
WXS 文件示例
- Year 年
- Mth 月
- Day 日
- Time 時間，0-2359，精確到分鐘（整數）
- Temp 溫度，單位爲華氏度或攝氏度（整數）
- RH 相對溼度，以百分比表示，0 到 99（整數）
- HrlyPcp 以英寸或毫米（最多千分之一）爲單位指定的時間段內的降水量
- WindSpd 風速，可以是指定的 20ft 風速英里每小時或 10m 風速公里每小時（整數）
- WindDir 風向 ，以度爲單位，從北順時針方向 (0-360)，（整數）
- CloudCov 百分比的雲量，0 到 100（整數）
我們打算在 7 / 21 和 7 /22 日的燃燒期間運行此模擬，因此將 Conditioning Start Date：和Time：保留爲默認的 7 /15 。
Burn Periods 燃燒週期
Burn Periods 通常非常重要，需要爲模擬的每一天設置。 它們可以設置爲一天 24 小時或一天中的任何時間段。 要準確設置燃燒時間段，需要一些關於火如何燃燒的知識。 通常，火災會在白天干燥時間蔓延，並在夜間停止。 但除非夜間時間超過滅絕的溼度，否則模擬將繼續以較慢的速度傳播。 雖然這種夜間傳播速度要慢得多，但往往會高估真正的火災會造成什麼後果。
Burn periods必須在加載的 Weather Stream (.WXS) File的範圍內。
對於此模擬，在“Edit WXS File:”對話框中創建兩個燃燒週期。 向下滾動到 07/20/16 日的觀測值，然後選中 Burn 列中的複選框以表示 7 /20 日的觀測值 08:00 到 18:00。
接下來，向下滾動到07/21/16日的觀測值，並選中 Burn 列中07/21觀測值 07:00 至 19:00 的複選框。 現在確定了兩個燃燒週期和調節開始時間。
單擊Save and Close“Edit WXS File:”對話框並返回到Weather Stream and Burn Periods選項卡。
這給出了模擬開始前的五天調節期和兩個燃燒期，第一個 11 小時，第二個 13 小時。
在“Farsite Run:”對話框中單擊 Apply 並選擇 Model Settings 選項卡。
Model Settings選項卡
現在已經加載了天氣數據並設置了燃燒週期，您可以通過在“Farsite Run：”對話框中選擇 Model Settings 選項卡來繼續設置 Farsite 模擬。
Ignitions and Barriers點火和障礙
單擊 Ignitions 文件按鈕。 按鈕並選擇打開 Ignitions 文件 ... 選項。 出現“打開”對話框，導航到 C:...FlamMap6\Tutorial\ 文件夾並選擇 FakeFire.SHP 文件，然後單擊打開。 紅色多邊形應出現在景觀的西北象限中。
對於此模擬，不需要額外的火勢蔓延屏障，因此請忽略 Barrier FIle 按鈕。 按鈕。
Model Settings模型設置
有八種模型設置。 對於此模擬，接受
- 周長分辨率（Perimeter Resolution）
- 距離分辨率（Perimeter Resolution）
- 時間步長（Time Step）
- 使用加速度（Use Acceleration）
爲默認值。 將 Ember Spot Probability: 更改爲 0.10，並接受 Spot Delay、Minimum Spot Distance 和 Background Spotting Grid Resolution 的默認值。
有關這些設置的更多信息，請參閱 Farsite Model Settings 主題。
Canopy Characteristics 樹冠特徵
將 Foliar Moisture Content %: 保留爲 100，然後從 Crown Fire Calculation Method: 的下拉菜單中選擇 Scott/Reinhardt(2001)。
對於此模擬，不需要傳播率 (ROS) 調整，因此請忽略傳播率調整文件按鈕。
請注意狀態欄消息“Inputs OK”，表示模擬的最小輸入已完成。
選擇Outputs 選項卡繼續，或單擊OK退出“Farsite Run:”對話框。
輸出選項卡
在輸出選項卡上選擇以下輸出
- Arrival Time 到達時間
- Flame Length 火焰長度
- Crown Fire Activity 冠火活動
- Perimeters 周長
- Spot Fire Locations 現場火災地點
- Spot Fire List 現場火災清單
- Wind Vectors 風矢量
- Spread Vectors 蔓延載體
請注意，當選擇 Spread Vectors 時，會自動選擇 Spread Direction 和 Rate of Spread 輸出，因爲生成 Spread Vectors 輸出需要它們。
Launch
確保單擊 Apply，然後單擊 Launch Farsite 按鈕以啓動 Farsite 模擬。 如果該按鈕不可用，請檢查“Farsite Run：”對話框底部的狀態欄以診斷問題。
此模擬需要 2-4 分鐘。 由於 Farsite 是單線程的並且只使用一個核心，你可以在你的計算機上做其他工作而不會減慢模擬速度。
可以使用“Farsite Progress”對話框來診斷運行的問題，顯示火災數量、斑點和周邊頂點的信息以及模擬時間。 此信息可以幫助您調整 Farsite 模型設置以更快地運行或提供更好的分辨率。
3 評估 FARSITE 輸出
Farsite 輸出主題僅在 Farsite 範圍內產生。 此外，每個單元的火災行爲特徵可能完全不同，因爲它們是在不同的景觀和天氣條件下計算的，具體取決於模擬“burned燃燒”的時間和地點。
Fake Fire 初始輸出視圖，其中顯示了所有矢量。
使用工具欄上的 Zoom In 
按鈕放大您的模擬。
當所有矢量輸出都被選中時，顯示面板在第一次查看時可能會非常混亂。 第一件事是通過雙擊每個矢量輸出來關閉所有矢量輸出（帶有藍色複選標記複選標記的樹項目）。 藍色複選標記將變爲紅色“X”，表示它當前處於隱藏狀態。
評估柵格輸出
有了矢量主題，柵格輸出就可以一次查看一個。
選擇 ♦ Farsite Arrival Time 作爲活動柵格主題並通過雙擊樹項或從顯示窗格快捷菜單中選擇查看圖例來顯示圖例。
在任何輸出柵格頂部顯示 ♦ Farsite Perimeters 也很有幫助，使用默認紅色查看周長會很尷尬，因此將“屬性”（ [change the "Properties"](https://owfflammaphelp62.firenet.gov/Tutorial/TU_Using_Legends.htm#Modifying Vector Theme Properties) ）更改爲顏色：黑色和線寬：爲 1。
♦ Farsite Perimeters 是爲每個時間步長創建的，在本例中爲 60 分鐘。
Farsite Arrival Time
♦ Farsite Arrival Time 主題以紅灰色漸變顯示。 每個單元格的值都是分鐘，零是第一個燃燒週期的開始（7/20 0800 小時），最大值大約是最後一個燃燒週期的結束（7/21 2000 小時)。
請記住，此時間範圍包括非燃燒期（7/20 1900 小時 - 7/21 0700 小時）。 幸運的是，這使得定義兩個燃燒期變得容易，橙黃色細胞是第一個燃燒期，紅細胞是第二個。 沒有顯示較亮的橙紅色單元格，因爲色帶的中心包含非燃燒期間的時間。
這個非燃燒期也反映在下面“Create/Modify Legend”對話框的頻率列中，其中幾個時間段的單元格爲0。
Farsite Flame Length 火焰長度
此運行的火焰長度顯示爲英尺。
由於火焰長度和擴散率有些相關，您會注意到較長的火焰長度（橙色或紅色單元格）出現在周邊相距較遠的地方。
Farsite Rate Of Spread 傳播率
正如您在圖例對話框中看到的那樣，它會發生變化以反映當前查看的光柵， ♦ Farsite Rate of Spread 的單位是鏈/小時。 由於傳播速度反映了 60 分鐘 ♦ Farsite Perimeters 之間的距離，所以在周邊最寬處看到更暗（更快）的顏色應該不足爲奇。
Farsite Crown Fire Activity 林冠火活動
♦ Farsite Crown Fire Activity 網格具有根據下表分類的單元格。
| Crown Fire Classification | Cell Attribute Value | Color |
|---|---|---|
| No Fire | 0 | Green |
| Surface Fire | 1 | Yellow |
| Passive Crown Fire (torching) | 2 | Orange |
| Active Crown Fire | 3 | Red |
請注意點火裝置以南的大面積表面火災。 通過使 ♦ Canopy Cover（景觀主題）處於活動狀態，您可以看到此區域的樹冠覆蓋率爲 0%，可防止任何類型的樹冠火災。
在 Crown Fire 技術文檔（Crown Fire Technical Documentation.）中可以找到分配單元格屬性值的邏輯。
評估矢量輸出
矢量輸出在網格主題之上查看，確保 ♦ Farsite Crown Fire Activity 仍然是活動網格。
發現火災地點
注意：由於在 Farsite 中發現的隨機性，您的 ♦ Spot Fire Locations 和 ♦ Farsite Crown Fire Activity 可能與以下示例不同。
通過雙擊樹窗格項顯示 ♦ Spot Fire Locations。 使用默認的黃色查看斑點會很尷尬，因此將“屬性”更改爲顏色：紫色（[change the "Properties"](https://owfflammaphelp62.firenet.gov/Tutorial/TU_Using_Legends.htm#Modifying Vector Theme Properties)）。
在這個模擬中有相當多的點火，所以不要試圖消化整個景觀上的點火位置，而是使用放大工具欄按鈕到點火正北的區域。
請記住，這些符號反映的是模擬點火的開始位置，而不是餘燼的發射位置。 因此，點火可能發生在地表火災活動區域，通常是被動或主動冠火區域的順風。
Spot Fire List 包含發射和着陸時間、飛行時間和飛行距離。 當您將其另存爲 shapefile 時，同樣的信息也會存儲在 ♦ Spot Fire Locations 矢量主題中。
Farsite Wind Vectors風向量
在顯示窗格仍放大到點火裝置以北區域的情況下，雙擊 ♦ Farsite Wind Vectors 項將其添加到顯示中。
查看 ♦ Farsite Wind Vectors 時要記住的一個重要概念是，根據天氣流 (.WXS) 文件中的數據，用於初始化 WindNinja 的每個時間步的風速和風向可能不同，因此每個周長可能有很大不同 風向量。 這在上面討論的局部火災區域是顯而易見的。 這與 FlamMap 運行使用 WindNinja 的方式非常不同，後者使用單一風速和風向來爲整個景觀初始化 WindNinja。
風矢量還可以爲模擬火災行爲提供線索。 查看上面討論的現場火災，似乎將這些餘燼（圓圈點）帶到西方的風發生在之前的時間步長中，東風（綠色矢量）從火炬（橙色）皇冠火災活動區域攜帶餘燼。
Farsite Spread Vectors
最後一個感興趣的向量主題是 ♦ Farsite Spread Vectors。 在顯示其他矢量主題的同時，通過雙擊添加 ♦ Farsite Spread Vectors 項目。 請注意，傳播矢量可能與風矢量完全不同。 傳播向量顯示了燃料、天氣和地形對地表火勢蔓延的額外影響。