用无人机打野火

5月15日,周五上午10点,加州的野火季节开始了。来自土地管理局、美国林业局和其他一些机构的官员聚集在贝克尔斯菲尔德的克恩县消防局总部,即使不是庆祝,至少也是庆祝这一时刻。每个人都知道这将是艰难的一年。持续的西部干旱将确保这一点。

现在,一组研究人员相信他们可能会有所帮助。这个想法是利用无人机、飞机和安装了特殊红外摄像机的卫星,使火灾的早期定位和识别成为可能。他们称其为地球同步轨道上的火灾紧急评估器(Fire Urgency Estimator)——或者fuego——一旦全面运行,该系统可以在美国西部任何地方发现新的火灾,而仅仅在火灾发生三分钟后。“现在全年都将是火灾季节,”加州大学伯克利分校的天体物理学家、Fuego项目的首席研究员卡尔顿·彭尼派克(Carlton Pennypacker)说。“这使得这件事更加紧迫。”

完成后,Fuego将包括安装在无人机上的红外摄像机,以及在该国火灾易发地区翱翔的有人驾驶的飞机,再加上卫星上的另一个摄像机。这种相机可以在3.9微米波段拍摄照片,这是一种人眼看不到的光的波长。然后,计算机将同一区域的新照片中减去最近的照片,通过观察差异,能够判断出何时发生了新的火灾。

“这是我们在天体物理学界使用多年的东西,”Pennypacker说。“你从一个星系的图像中减去另一个。这就是发现超新星的方法。”1991年奥克兰火灾时,他萌生了这个想法,但当时,红外成像仪太贵太笨重了,无法像这样工作。现在有了更轻、更便宜的红外摄像机,彭尼帕克已经能够将他在寻找遥远超新星方面的专业知识应用到追踪地球上的野火上。

野火观察者已经依靠一些空间成像,但在一个完全建造的系统版本中,无人机和营业的飞机将飞过火灾易发的地区(如Santa Ana风循环期间的南加州),而Fuego特定的卫星将扫描美国全西部使用与红外成像仪配对的小望远镜。所有这些监控系统都会每三分钟扫描整个地区,每三分钟寻找一个小的燃烧物,只需四分之一英亩,将爆发数据转发到圣地亚哥超级计算机中心的野火分析系统。该网络将信息连接到Fire Management Adencies,因此他们可以进入场景并平息爆发。基本上,它就像在西部州的车站上徘徊火警。

如果它成功了,那将是对现在火灾探测系统的一个真正的改进。这是一个拼凑的过程。目击者报告了一些火灾,他们经常给出不准确的地点。另一些则是由火警塔上的观测员报告,或者由飞过上空的飞机报告。偶尔,地球静止运行环境卫星也会探测到火灾,这是一颗气象卫星,它可以有效地跟踪天气,但没有合适的空间波段或分辨率来识别火灾。在偏远地区,一些火灾在被发现之前会燃烧好几天,而且蔓延速度比人们跑得还快。消防员越早到达火灾现场,他们面临的火灾就越小。“更精确的定位会有帮助吗?”是的,绝对是,”加州林业和消防部门副主任珍妮特·厄普顿(Janet Upton)说。

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