利用数字技术应对野火的蔓延

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-02-11  来源:来自互联网  作者:来自互联网  浏览次数:606
导读

识别出这些热点后,工作人员就可以将野火的最活跃和最危险的部分作为目标,并转移人力以更有效地对其进行处理。在森林火灾情况下,Smokebot可以帮助绘制大面积充满灰尘或烟雾的区域,那里派遣救援人员的风险太…

野火是地球上最具破坏力的力量之一。当这些大火烧入森林或荒地边缘的城镇时,经济损失和潜在的生命损失将变得巨大。同时,全球温度升高和极端热浪增加了野火蔓延的危险。

该技术用于处理大面积火灾的日益成熟,以应对这一威胁。消防员组成训练有素的地面和空中小组。直升机和空中加油机将水,抑泡剂和阻燃化学品直接带到着火点。

扑灭火灾的最先进技术

今天的消防员如何应对大规模野火?他们通过使用最先进的技术来做到这一点。无论是使用改进的巨型喷气式飞机还是最先进的热成像相机,我们都将看看扑灭一些世界上最具破坏性的火灾背后的技术。

解决加州野火的团队使用了全球超级坦克 -一种改良的巨型喷气式飞机,可携带近73,000升(19,200加仑)的阻燃剂-以及S-64 Aircrane重型直升机,可携带10,000升(2,200加仑)的水。

这些空中加油机用于扑灭火焰,并通过与GPS数据耦合的传感器和视频源监视火势蔓延。借助先进的计算机建模软件,它们可以帮助预测火灾的行为和可能的蔓延模式。计算机模型能够提供仅数米宽的小区域覆盖,可绘制地形和气流。火灾对风况特别敏感,这些工具使消防员能够确定地面上的火焰通过。

但是有人驾驶飞机需要在维护和机组人员培训上进行大量投资。指挥和控制中心正在转向无人机(UAV),以降低成本并提供更多功能。小型四轴飞行器和大型固定翼飞机可以在火上飞行更长的时间。

烟雾可一次连续几天遮盖地面,或对机组人员造成严重的吸入危险-但是,这对无人机而言并不是问题。车载高清红外和热成像摄像机可为地面工作人员提供指导,确定重要的基础设施(包括电源线或输水管线),并识别危险或易燃物体。

红外和热像仪可以透过烟雾来监视地面团队,并在情况变化时通知他们。无人机可以提供地理参考的航拍图像,热图和火区的温度范围。专家无人机甚至可以将软管运送到交通不便的地方。将来,无人驾驶飞机将被用来追踪野火并发现火势蔓延。

热成像技术已经普及并且使用起来更便宜。手持摄像头和连接到智能手机的设备使消防员可以看透烟雾并找到活跃的火灾热点,或燃烧着的灌木丛而不会产生烟雾。

识别出这些热点后,工作人员就可以将野火的最活跃和最危险的部分作为目标,并转移人力以更有效地对其进行处理。

从亚马逊河流域到西伯利亚北部森林,问题正在蔓延。干燥机温度更高意味着野火更可能有规律地和大规模地蔓延。野火的主要负责人,德国马克斯·普朗克化学研究所全球火灾监测中心(GFMC)负责人约翰·戈德默(Johann Goldammer)教授说,气候变化正在造成更长,更严峻的火灾季节。

Goldammer教授说:“像美国西海岸这样的地区正经历着越来越长的火灾季节,现在看来似乎是一年。”

他补充说,人类行为正在增加这种风险。“我们正在通过清晰地砍伐,居住,进入,工业,农业等方式来改变土地。这样,火灾状况和生态系统的脆弱性正在改变。”

根据国家机构间消防中心的数据,从2019年1月1日至7月30日,美国发生了25,619起野火。在此期间,约320万英亩土地被烧毁。仅在加利福尼亚州,就有超过200万处财产遭受火灾破坏的风险高至极端。

2018年,北加州的篝火成为该州有史以来最致命,最具破坏力的火灾。至少有88人死亡,18,800座建筑物被摧毁。估计经济损失在85亿美元至105亿美元之间。

对于应对这些大火的工作人员来说,风险也很高。机组人员经常容易发生事故,在 2006年和2016年之间,消防员死亡的24%是由于飞机和直升机坠毁。这凸显了扩大无人机机队为消防队提供支持的智慧。

其他可以挽救生命的技术包括救生毯,如防火毯。Sunseeker防火毯通常是被困消防员的最后一道防线,可承受3000华氏度的温度。急需降落伞的人包括跳伞野火的急救员。

现在,他们在美国森林服务局的培训包括PARASIM虚拟降落伞跳跃模拟器,用于模拟实际情况。在逼真的3D模拟中,PARASIM具有与降落伞相同的性能-在降落伞中,教练员可以更改风速,天气条件和地形类型。

包括呼吸装置和计算机视觉辅助显示器在内的增强现实头盔增加了地面团队的能力。头盔内的热像仪意味着消防员可以在完全被烟雾遮挡的环境中操作。同时,他们可以将有关前线发生情况的信息无线传输到命令和控制点。

机器人也正在发挥作用。该Smokebot被瑞典的大学,协助消防和救援服务的发展。它使用雷达,激光扫描仪,热像仪和气体传感器在能见度较低的环境中收集数据。在森林火灾情况下,Smokebot可以帮助绘制大面积充满灰尘或烟雾的区域,那里派遣救援人员的风险太大。

最后,为了更全面地了解火势,美国森林服务局和美国地质调查局使用了Landsat地球观测卫星的数据。自1984年以来,该国每场大火收集的数据已输入计算机模型,以帮助预测和预防野火。

森林稀疏和可控的燃烧可在点燃之前消除燃料来源。森林服务局地理空间技术和应用中心的布拉德·夸伊尔说:“我们使用卫星为在全国范围内进行资产分配的决策提供依据。” “当消防员,油轮和飞机竞争激烈时,必须决定如何分配这些资产。”

观察地球的卫星通常会在野外地区探测野火。他们的摄像机和远程传感器用于估计火灾的演变并提供可以挽救生命的态势感知。

Suomi NPP卫星上的可见红外成像辐射计套件(VIIRS)可在全球发生主动火灾时向NASA的资源管理系统火灾信息(FIRMS)提供近乎实时的数据。

 
 
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