澳大利亞國(guó)立大學(xué) | 從太空滅火:衛(wèi)星和其他技術(shù)如何防止災(zāi)難性的森林大火
指南者留學(xué)
2023-02-09 18:30:37
閱讀量:1178
<p>澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究人員正在使用算法、無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星來(lái)探測(cè)森林火災(zāi),以防它們成為自然災(zāi)害。</p>
<p><br />La Niña的洪水可能降低了澳大利亞最近發(fā)生森林火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn),但2019-20年黑色夏天造成的破壞仍然在澳大利亞的集體記憶中揮之不去。</p>
<p> </p>
<p>本周是2003年堪培拉大火20周年。那場(chǎng)大火在災(zāi)難性的一天內(nèi)造成4人死亡,數(shù)百人受傷,500座房屋和23座政府和商業(yè)建筑被毀。幾乎70%的澳大利亞首都地區(qū)被燒毀,包括澳大利亞國(guó)立大學(xué)(ANU)國(guó)際知名的斯特羅姆洛山天文臺(tái)。</p>
<p> </p>
<p>但是,災(zāi)難的灰燼中出現(xiàn)了創(chuàng)新,澳大利亞國(guó)立大學(xué)現(xiàn)在是阻止森林大火演變?yōu)樽匀粸?zāi)害的高科技解決方案增長(zhǎng)的沃土。</p>
<p> </p>
<p>ANU-Optus叢林火災(zāi)卓越研究中心主任Marta Yebra副教授說(shuō),早期發(fā)現(xiàn)和攻擊火災(zāi)是降低大規(guī)?;馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)的重要組成部分。<img src="https://reporter.anu.edu.au/_next/image?url=https%3A%2F%2Freporter-api.anu.edu.au%2Fapp%2Fuploads%2F2023%2F01%2FMarta_anu-1-1400x862.jpg&w=3840&q=75" width="808" height="498" /> </p>
<p>ANU-Optus叢林大火卓越研究中心主任Marta Yebra副教授。圖片:Jamie Kidston/澳大利亞國(guó)立大學(xué)</p>
<p><br />這個(gè)耗資600萬(wàn)美元的中心正在創(chuàng)造Yebra所說(shuō)的綜合“層餅”方法,涵蓋從地面到天空衛(wèi)星的技術(shù)。</p>
<p> </p>
<p>耶布拉說(shuō):“其中一個(gè)問(wèn)題是,澳大利亞的森林火災(zāi)探測(cè)目前非常依賴于公眾對(duì)緊急服務(wù)的呼叫。”</p>
<p> </p>
<p>然而,澳大利亞不同的景觀和大片的叢林意味著不同的策略在不同的生態(tài)系統(tǒng)中會(huì)更有效。</p>
<p> </p>
<p>耶布拉說(shuō):“我們認(rèn)為,我們需要將所有這些技術(shù)層結(jié)合起來(lái),才能有最大的幾率發(fā)現(xiàn)并控制住哪怕是一場(chǎng)小火災(zāi)。”</p>
<p> </p>
<p>澳大利亞國(guó)立大學(xué)和Optus的專家正在與農(nóng)村消防局、ACT公園和保護(hù)局以及私營(yíng)公司合作。雖然一些研究實(shí)驗(yàn)涉及測(cè)試小型、可控火災(zāi)的設(shè)備,但該團(tuán)隊(duì)也會(huì)參加規(guī)定的燒傷,并使用人工來(lái)源,包括煙機(jī)和室外燃?xì)饧訜崞鳌?lt;/p>
<p> </p>
<p><strong><span class="h1">智能煙霧探測(cè)器</span></strong></p>
<p><br />在地面層面,該中心正在開(kāi)發(fā)傳感器,以放置在高風(fēng)險(xiǎn)或生態(tài)價(jià)值較高的地區(qū)。這些傳感器被設(shè)計(jì)用來(lái)探測(cè)火災(zāi)的特定因素,包括煙霧和聲音,并向當(dāng)局發(fā)出警報(bào)。</p>
<p> </p>
<p>自20世紀(jì)初以來(lái),消防塔就在澳大利亞各地使用,通常位于山區(qū)和森林地區(qū)。傳統(tǒng)上,這些瞭望臺(tái)的工作人員都是專業(yè)的或志愿的消防人員,但Yebra和他的團(tuán)隊(duì)正在將人工智能(AI)能力引入到長(zhǎng)期以來(lái)手工和孤獨(dú)的工作中。</p>
<p> </p>
<p>澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究人員已經(jīng)建立了一種可以檢測(cè)煙霧的自動(dòng)算法。運(yùn)行該算法的攝像頭可以安裝在消防塔上,并通過(guò)編程在發(fā)現(xiàn)煙霧時(shí)向緊急服務(wù)機(jī)構(gòu)發(fā)送警報(bào)。</p>
<p> </p>
<p>“基本上,你給算法提供大量的火災(zāi)圖像,它就會(huì)學(xué)會(huì)識(shí)別這些圖片中的煙霧。”Yebra解釋道。</p>
<p> </p>
<p>“我們想要走在比賽的前面,這樣我們就可以為下一個(gè)叢林大火季節(jié)做好更好的準(zhǔn)備。”</p>
<p> </p>
<p>Nicolás尤尼斯博士</p>
<p><br />澳大利亞國(guó)立大學(xué)芬納環(huán)境與社會(huì)學(xué)院的火災(zāi)與生態(tài)研究員尼克·威爾遜博士是評(píng)估各種技術(shù)如何快速準(zhǔn)確地探測(cè)和定位火災(zāi)的小組的一員。他說(shuō),消防塔攝像頭的挑戰(zhàn)仍然存在,因?yàn)閷?duì)他們來(lái)說(shuō),準(zhǔn)確計(jì)算煙霧來(lái)自哪里可能很棘手。</p>
<p> </p>
<p>“雖然火災(zāi)點(diǎn)燃后很快就能看到煙霧,但很難弄清楚它是從哪里來(lái)的。從消防塔上看,一個(gè)看似很小的錯(cuò)誤,對(duì)救援人員來(lái)說(shuō)可能需要數(shù)十公里或一個(gè)多小時(shí)的車程。”</p>
<p> </p>
<p><strong><span class="h1">戰(zhàn)斗開(kāi)始了</span></strong></p>
<p><br />大多數(shù)叢林大火都是由偏遠(yuǎn)地區(qū)的雷擊引發(fā)的,這就是為什么該中心與悉尼公司Carbonix合作測(cè)試遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī),這種無(wú)人機(jī)可以晝夜飛行在僻靜的地方。</p>
<p> </p>
<p>耶布拉說(shuō):“夜間飛行很危險(xiǎn),所以我們想要開(kāi)發(fā)新技術(shù)來(lái)填補(bǔ)難以到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)的空白。”</p>
<p> </p>
<p>這個(gè)想法是確定潛在雷擊的位置,并使用無(wú)人機(jī)來(lái)驗(yàn)證點(diǎn)火和現(xiàn)有的火災(zāi)。</p>
<p> </p>
<p>“一場(chǎng)閃電風(fēng)暴可能有數(shù)千次撞擊,所以無(wú)人機(jī)需要很長(zhǎng)時(shí)間才能全部檢查。但如果我們可以使用新的人工智能算法將范圍縮小到數(shù)十次,這個(gè)過(guò)程就會(huì)更容易。”<img src="https://reporter.anu.edu.au/_next/image?url=https%3A%2F%2Freporter-api.anu.edu.au%2Fapp%2Fuploads%2F2023%2F01%2FFire_adobe-1400x862.jpg&w=3840&q=75" width="808" height="498" /> </p>
<p>研究人員將監(jiān)測(cè)植被,以確定森林火災(zāi)易發(fā)地區(qū)。照片:CihanBektaStudio / stock.adobe.com</p>
<p><br /><strong><span class="h1">天上的衛(wèi)星眼</span></strong></p>
<p><br />從空中監(jiān)測(cè)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)也是OzFuel的任務(wù)之一,這是澳大利亞國(guó)立大學(xué)空間研究所的一項(xiàng)衛(wèi)星任務(wù),旨在評(píng)估澳大利亞景觀的可燃性。</p>
<p> </p>
<p>OzFuel衛(wèi)星任務(wù)使用新型紅外技術(shù)來(lái)探測(cè)哪種植被更容易著火。</p>
<p> </p>
<p>博士后研究員和項(xiàng)目經(jīng)理Nicolás尤尼斯博士說(shuō):“我們希望能夠告訴消防員和緊急服務(wù)部門,何時(shí)有大片森林非常干燥。”“如果有點(diǎn)火源,比如閃電或香煙,這些地方就會(huì)迅速而強(qiáng)烈地燃燒。”</p>
<p> </p>
<p>該小組目前正在將桉樹(shù)置于干旱條件下,并使用模擬衛(wèi)星監(jiān)測(cè)干旱條件如何影響樹(shù)葉的生物化學(xué)。</p>
<p> </p>
<p>尤尼斯說(shuō):“希望傳感器能夠在我們的眼睛之前探測(cè)到葉子特征的變化。”“我們想要走在比賽的前面,這樣我們就可以為下一個(gè)叢林大火季節(jié)做好更好的準(zhǔn)備。”</p>
<p> </p>
<p>雖然OzFuel的重點(diǎn)是桉樹(shù),占澳大利亞原生森林總數(shù)的77%,但尤尼斯樂(lè)觀地認(rèn)為,同樣的原則可以應(yīng)用于評(píng)估其他類型的植物和樹(shù)木,并與其他國(guó)家分享,以改善全球森林火災(zāi)管理。</p>
<p> </p>
<p>雖然模型顯示,早期森林火災(zāi)探測(cè)可以為經(jīng)濟(jì)節(jié)省數(shù)十億美元,但耶布拉表示,技術(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)完全取代地面人員,但承諾為有效應(yīng)對(duì)提供更多時(shí)間和信息。</p>
<p> </p>
<p>她說(shuō):“我們希望給消防員更多的時(shí)間,創(chuàng)造最大的成功機(jī)會(huì)。”</p>
<p> </p>
<blockquote>
<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p>
</blockquote>