用无人机扑灭野火

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。

野火观察家已经依靠一些空间成像,但在全面构建版本的系统中,无人机和载人飞机将飞过易燃地区(比如南加州在圣安娜风周期),和一个Fuego-specific卫星会扫描整个美国西部使用小型望远镜配合红外成像仪。所有这些监控系统每三分钟就会对整个地区进行一次扫描,寻找小至四分之一英亩的新火灾,并将燃烧数据传递给圣地亚哥超级计算机中心(San Diego Supercomputer Center)的野火分析系统。这个网络将信息与消防管理机构联系起来,这样他们就可以到达现场扑灭大火。从根本上说,这就像在西部各州上空设置火警警报一样。

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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