这个世界级难题面前,无人机能帮上多少忙?

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造成一场火灾很容易,消灭它却很难。这是一个世界级的难题,却仍没有特别的办法有效杜绝、极速消灭。

据统计,全世界每年平均发生森林火灾22万次,受灾面积可达1000万公顷。森林火灾能以惊人的速度把几万平方公里的土地化为焦土,沿途的一切都难逃厄运。翻滚的火焰速度可达每小时22.5公里,相当于蔓延1公里只需要160秒。

随着气候变化,全球大部分地区变得更热、更干燥,在加上更高的数据密度等原因导致了森林野火发生的频率、规模及严重程度都在不断上升。更有甚者,近年来,人类的每一步行动都使森林大火所能造成的破坏更加严峻。

 

 

我国森林面积达到31.2亿亩,森林覆盖率达到21.66%,既是森林资源大国,又是森林火灾多发国家。有数据表明,近十年来,在我国已查明火因的森林草原火灾中,由人为原因引发的占97%以上,其中祭祀用火、农事用火、野外吸烟、炼山造林位列前4位。

总之,一个烟头、未完全熄灭的火堆或是机器的几个火星,这些不起眼的东西背后都有可能潜伏着一场大火。

森林火灾提前预警,防范于未“燃”

对于如何预防森林火灾,网络上给出的最直接的答案,如:不带火种进山、不在林区吸烟、不在山上野炊、不在林区内上香/烧纸、不在林内放火驱赶动物、不炼山烧荒、不在林区打火把照明及不在林内生火取暖。

显然这些手段都是比较基础的,但是在这些方式以外是否存在着其他的科技手段呢?答案当然是肯定的。

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,而无人机探测森林火灾可将其范围缩小到 2.5 平方公里。

 

 

通常,工作人员可提前规划好所需巡护森林的路线,无人机会按照规划路径依次巡护,工作人员只需要查看回传的实时影像。到达指定点后,无人机可以进行全景拍摄、环绕等动作;发现异常情况时,可随时停止航迹飞行,并且将飞机靠近异常区域并发出异常警告。这其中,无人机仅是作为载体,它涉及到一些相关的技术,例如:

首先,图像识别火灾自动报警系统。

该项技术是一种以计算机为核心,结合数字图像处理技术而研制的火灾自动报警系统。

它利用摄像头对现场进行监视,对摄取的视频信号由图像采集卡捕捉为数字图像并输入计算机,根据图像特征进行处理和分析,从而达到探测火灾的目的。

其次,热成像相机助力快速明晰火情、及时预警。

发生大型森林火灾时,常常伴随着浓烟,倘若火情是发生在夜晚,对救援工作更是造成了巨大的难度。而热成像相机监测精度高,黑夜和烟雾场合能获取精确数据。不同温度的物体,在热成像相机的成像中会显示出不同的颜色,因此消防人员可以快速锁定着火点位置,判断火灾蔓延趋势,并实时传输至后台指挥中心,根据无人机传送回的数据,通过AI数据分析可计算火场面积,为快速灭火和科学调派救援提供精准数据和判断依据。

最后,通信、定位技术提供更强有力保障。

利用4G基站车、无人机基站、卫星便携站等多手段对现场森林救援队主战线、消防救援队增援线、民兵救援队防御线等12个图传点提供全方位、不间断、高质量地提供通信链路,确保现场图像回传前方指挥部和总队后方指挥部,有效辅助领导决策与指挥调度。

无人机有效助力扑灭森林火灾、灾后评估

从监测方面来看,随着无人机、图像识别等技术结合,森林火灾监测技术也取得了较大的发展。然而,在实际的扑火过程中无人机同样有着举足轻重的作用:

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后发生腐烂,进而产生大量可燃气体,以及陡坡、山脊、山岩凸起地形、鞍部、草塘沟等特殊较为封闭式的地形中,蔓延而至的林火使这些地形中的可燃物同时预热,容易引发爆燃,形成共同燃烧。若无人机搭载气体探测仪,即可对火场中浓烟空气进行实时监测,及时发现可引起爆燃地段,有效预防森林爆燃。

 

 

充当喊话器,远距离的指令:由于火灾现场场面混乱,危险频发,严重时交通受阻,通讯、电力中断,给救援行动带来极大的困难和挑战。收到火情报警后,无人机可搭载具有长距离定向广播功能的喊话器在前方进行喊话、引路开道,实现几百米内的声音传播。

紧急投掷灭火弹等消防救援物资:在有必要的情况下,可载重的无人机在进行灭火救援工作时,可在短时间内将呼吸面具、防烟罩、灭火弹以及食品、急救药品等灭火救援物资高空投送至指定区域,协助救援和灭火。

持续关注灾后隐患:此外在火灾后期,会出现肉眼无法察觉的暗火,使用热成像相机能准确发现隐藏的热源,杜绝火灾再次发生的隐患。

AI技术灾后评估:通过消防无人机高清载荷获取影像数据;影像数据经过软件处理后;指挥中心可直接通过AI技术三维重建影像,并量算灾后面积等信息。

可以说,目前无人机在森林火灾发生的整个过程中都高度参与进去,从前期预防到现场扑火,再到灾后评估,都有其利用价值。

写在最后

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,扑火工作越是井然有序就越能降低灾情影响等等。

无人机的应用,除了用于火灾探测,还可以监测森林的参数,比如如风速、湿度或温度。有理由相信,无人机物联网系统在未来也将有更广泛的应用场景。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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造成一场火灾很容易,消灭它却很难。这是一个世界级的难题,却仍没有特别的办法有效杜绝、极速消灭。

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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。

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