Fire Propagation Visualization in Real Time

Abstract

Our motivation comes from the need of a tailored computational tool for simulation and prediction of forest fire propagation, to be used by firefighters in Patagonia, Argentina. Based on previous works on Graphic Processing Units (GPU) for fitting and simulating fires in our region, we developed a visualization interface for real time computing, simulation and prediction of fire propagation. We have the possibility of changing the ensemble of raster maps layers to change the region in which fire will propagate. The visualization platform runs on GPUs and the user can rotate and zoom the landscape to select the optimal view of fire propagation. Opacity of different layers can be regulated by the user, allowing to see fire propagation at the same time that underlying vegetation, wind direction and intensity. The ignition point can also be selected by the user, and firebreaks can be plotted while simulation is going on. After the performance of a high number of stochastic simulations in parallel in GPUs, the application shows a map of the final fire surface colored according to the probability that a given cell burns. In this way the user can visually identify the most critical direction for fire propagation, a useful information to stop fire optimizing resources, which is specially important when they are scarce like is the case of our Patagonia region.

La motivación de nuestro trabajo es la evidente necesidad de disponer de un simulador del avance del fuego en incendios forestales para ser utilizado en nuestro país. Basado en trabajos previos que, usando GPGPUs, simulan el avance del fuego en la zona andino patagónica, hemos desarrollado una aplicación con interfaz visual para la simulación y predicción del avance del fuego en incendios forestales. El mismo utiliza archivos raster como entrada para describir el entorno del incendio. Cambiando dichos archivos de entrada, se puede utilizar el simulador para cualquier región. Se utilizan placas gráficas para ejecutar y resolver la interfaz visual del simulador, resolviendo también la interacción con el usuario. El usuario puede rotar, acercar o alejar, desplazar la imagen, eligiendo en cada momento la mejor visualización del incendio. Usando múltiples capas de información, el usuario puede combinar distintos datos: vegetación, viento (dirección y velocidad), celdas quemadas, altura, etc. El usuario define el punto de inicio del fuego, como así también puede definir cortafuegos en tiempo de simulación. La interfaz visual muestra el resultado de múltiples avances del fuego (proceso estocástico), coloreando cada zona del incendio con un color acorde a la probabilidad de que dicha zona sea alcanzada por el fuego. De esta forma, el usuario puede identificar las zonas más críticas de avance del fuego, información ´util para hacer más efectivo el combate contra el incendio.