探测山火,无人机的另一种打开方式

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山火带来的破坏令人恐惧,在科技进步的同时,人们也在思考如何让火灾的探测早一些,再早一些。

在与时间赛跑的危情下,探测火灾的用时对于消防管理工作至关重要,探测的速度越快,就能够越早控制其蔓延、越早疏散附近的居民。

目前,偏远地区的火灾探测通常是通过卫星完成的,但这种方法可能会由于云层遮挡而受到阻碍。

更重要的是,即便是最先进的卫星系统,在有能力探测到火灾时,山火的燃烧面积已经达到了 18.4 平方公里。

为了更早地探测森林火灾,一些研究人员提出了新的解决方案,即充分利用物联网(IoT)传感器网络以及无人机。

研究人员通过模拟测试了这种方法并发现,这种新方法行之有效,而且可以将探测火灾的面积从传统卫星的 18.4 平方公里缩小到 2.5 平方公里,帮助消防部门在山火还未造成更大的损失前将其扑灭。

这是巨大的进步,也是全球都在关切的事情——由于气候等种种原因,美国、澳大利亚等国家近年来都发生了严重的森林火灾事件。

在过去的几年里,全球森林火灾的数量、频率和严重程度都显著增加,严重影响了各国的经济、生态系统和居民生活。

具体来说,研究人员提出的新探测方法涉及到关键区域的物联网传感器网络部署,这些区域通常是居民社区附近的国家公园或森林。

如果疑似有火灾发生,部署在该区域的物联网设备会上传相关数据,随后由无人机在探测范围内进行巡逻,并向附近的消防部门报告探测结果。

为了确定发挥出最佳效果,研究人员还根据成本和特性评估了不同的无人机和物联网传感器。

在模拟测试中,他们在 400 平方公里的森林中部署了 18 架无人机进行巡逻,每平方公里部署了 420 个物联网传感器。

该系统可以探测到 2.5 平方公里范围内的火灾,准确率超过 99%。对于覆盖 0.5 平方公里范围的小型火灾,该方法的准确率为 69%。

这些结果表明,如果有充足的无人机和物联网设备,可以在比卫星成像更短的时间内检测到野火。

但这种方法也有其局限性。因为无人机和物联网网络只能覆盖相对较小的区域,无法覆盖至偏远地区。因此,这一火灾探测组合特别适用于高风险地区。

由于这些原因,研究人员提议无人机物联网方法与卫星成像一起使用,这种方法可以覆盖广阔的区域,但野火探测速度和可靠性会相对降低一些。

未来,研究人员还计划对这种方法进一步改进,例如优化无人机飞行轨迹或解决与无人机电池寿命等相关的问题。

与此同时,无人机物联网系统也将有更广泛的应用。除了火灾探测,还可以监测森林的参数,比如如风速、湿度、或温度估计。

而且,这样的系统也可以在森林之外的环境中发挥作用,例如通过监测石油泄漏等。

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