这个世界级难题面前,无人机能帮上多少忙?
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  • 雷霞
  • 2021-06-09 11:54:28 3

森林火灾的形成相对容易,但扑灭却十分困难。这是一项全球性的挑战,至今尚未找到特别有效的办法来彻底解决这一问题。

据统计,每年全球大约会发生22万次森林火灾,受灾面积可达1000万公顷。森林火灾以惊人的速度将大面积土地化为焦土,沿途的一切几乎都会被破坏。火焰的蔓延速度可以达到每小时22.5公里,即每公里只需要160秒。

随着气候的变化,全球大部分地区变得更加炎热和干燥。加上更高的数据密度等因素,导致森林火灾的频率、规模和严重程度不断增加。近年来,人类活动进一步加剧了森林大火的危害。

我国拥有31.2亿亩森林面积,森林覆盖率达到了21.66%,既是森林资源丰富的国家,也是森林火灾频发的国家之一。数据显示,近十年来,在我国已查明火因的森林草原火灾中,超过97%是由人为因素引起的,其中祭祀用火、农事用火、野外吸烟和炼山造林是最常见的原因。

简而言之,一个小小的烟头、未完全熄灭的火堆或机器产生的火花,都有可能引发一场大火。

提前预警,防患于未然

如何预防森林火灾?网络上的建议包括:不携带火种进入山林、不在林区吸烟、不在山上野炊、不在林区焚烧香烛纸钱、不在林区用火驱赶动物、不进行炼山烧荒、不在林区使用明火照明及取暖。

虽然这些都是基本措施,但在这些方法之外,是否还有其他科技手段可以帮助预防森林火灾呢?答案是肯定的。

目前,偏远地区的火灾探测主要依靠卫星,但这种方法可能会受到云层遮挡的影响。更重要的是,即便最先进的卫星系统在发现火灾时,火势已经蔓延到18.4平方公里。相比之下,无人机探测可以将火势控制在2.5平方公里以内。

通常情况下,工作人员会预先规划好需要巡查的森林路线,无人机则按照这些路线进行巡检。工作人员只需查看无人机传回的实时影像。到达指定位置后,无人机可以进行全景拍摄和环绕拍摄;发现异常情况时,可以立即停止飞行并接近异常区域发出警报。无人机不仅是一种工具,它还涉及到多种相关技术的应用,例如:

图像识别火灾自动报警系统

这项技术以计算机为核心,结合数字图像处理技术,构建火灾自动报警系统。该系统通过摄像头监控现场,将摄取的视频信号转化为数字图像输入计算机,通过图像特征进行处理和分析,从而实现火灾探测。

热成像相机助力快速清晰地了解火情、及时预警

大型森林火灾常伴有浓烟,特别是在夜间,这给救援工作带来了巨大困难。然而,热成像相机具有高精度监测能力,即使在黑暗和烟雾中也能准确获取数据。不同温度的物体在热成像相机的图像中会显示不同的颜色,因此消防人员可以迅速锁定着火点的位置,判断火势蔓延的趋势,并实时传输数据到后台指挥中心。无人机传回的数据可以通过AI分析计算出火场面积,为快速灭火和科学调配救援力量提供精准依据。

通信和定位技术提供更强保障

通过4G基站车、无人机基站、卫星便携站等多种手段,为现场救援队伍、增援队伍和防御队伍提供全方位、不间断、高质量的通信链路,确保现场图像能够顺利传回指挥部,辅助决策和指挥调度。

无人机助力扑灭森林火灾及灾后评估

从监测角度来看,随着无人机和图像识别技术的发展,森林火灾监测技术取得了显著进展。然而,在实际扑火过程中,无人机同样发挥了重要作用:

气体检测,预防森林爆燃

当森林火灾迅速蔓延时,地面植被和林下可燃物因长期堆积而腐烂,产生大量可燃气体。陡坡、山脊、山岩凹陷地形、鞍部、草塘沟等特殊地形中,火势蔓延会导致这些地形中的可燃物同时预热,容易引发爆燃。无人机搭载气体探测仪可以实时监测火场中的浓烟空气,及时发现可能导致爆燃的区域,有效预防森林爆燃。

充当喊话器,远程指令

火灾现场往往混乱不堪,危险频发,甚至可能导致交通中断和通讯中断,给救援工作带来极大困难。无人机可以搭载具有长距离定向广播功能的喊话器,在后方进行喊话和引导,实现数百米范围内的声音传播。

紧急投掷灭火弹等救援物资

必要时,载重无人机可以在短时间内将呼吸面罩、防烟罩、灭火弹以及食品、急救药品等救援物资空投至指定区域,协助救援和灭火。

持续关注灾后隐患

在火灾后期,可能存在肉眼难以察觉的暗火,热成像相机可以准确发现隐藏的热源,避免火灾再次发生。

AI技术进行灾后评估

通过消防无人机的高清载荷获取影像数据,经过软件处理后,指挥中心可以直接利用AI技术进行三维重建和测量灾后面积等信息。

可以说,无人机在整个森林火灾管理过程中都发挥着重要作用,从早期预防到现场灭火,再到灾后评估,都有着重要的应用价值。

总结

在与时间赛跑的关键时刻,火灾探测的速度对于消防管理至关重要。探测得越快,就能越早控制火势蔓延,从而降低灾情影响。无人机不仅可以用于火灾探测,还能监测森林参数,如风速、湿度和温度。相信未来无人机物联网系统将有更多应用场景,不仅限于森林火灾管理,还可应用于石油泄漏等其他环境监测任务。

    本文来源:图灵汇
责任编辑: : 雷霞
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