火年已至,美国遍地是野火
目前,美国国家航空航天局(NASA)正在开发无人机技术,以帮助操作人员无缝处理火灾。
在加州这样的干旱地区,野火通常会发生在高温、干燥的月份。但随着气候变化,情况已经发生了改变。
根据美国农业部的说法,“曾经4个月的火灾季节现在会持续6到8个月”。
更糟糕的是,“美国大部分地区全年都有野火”,这就引出了“火年”的概念。
这一令人担忧的现实促使NASA利用其丰富的地球观测数据,帮助野外消防管理机构预测和扑灭全国各地的火灾。
这些数据大部分来自该机构的卫星,这些卫星可以捕捉地貌的图像,还可以测量地表温度和引燃野火的材料,如茂密的树木或其他可能点燃和引发火灾的植被等。
NASA艾姆斯研究中心的研究科学家Christopher Potter称,该机构有一份长达40年的卫星图像数据档案,能够形成非常丰富的数据集来构建预测模型。
随着野火变得越来越频繁和严重,人工智能和无人机等新兴技术也正在被用来帮助应对火灾,并保障救援人员的安全和信息畅通。
NASA开始救援
加州空军国民警卫队使用无人机追踪火灾蔓延的地点,并收集灾情实时图像,并精确定位需要资源的地区。
同时,美国各地的救援人员都使用软件来预测未来几天的火灾动向,帮助消防员更有效地应对这些火情。
Pano AI等初创公司使用摄像头和算法,在火灾严重之前提早发现火情,并向公用事业机构发出警报。
此外,NASA正在利用其大量数据建立预测模型以及空域管理工具,帮助无人机飞行员和相关机构更有效地应对灾害。
除了卫星数据,NASA还集合了加州森林与防火局等机构收集的数据。这些数据追踪了过去几年火灾的严重程度,包括人员伤亡和财产损失。
利用机器学习,NASA可以快速创建野火及其蔓延路径的预测模型,以及可能造成的损害。这些预测可以帮助消防员科学分配他们的资源。
在位于旧金山湾区的东湾山的展示示例中,包括康科德(Concord)、弗里蒙特(Fremont)和核桃溪(Walnut Creek)在内的城市群的沙盘中,正通过各种深浅的红色来呈现建筑密度,以此预测一旦发生火灾,哪些地区最有可能排放大量危险气体。
利用这些数据,以及上一次野火发生在该地区的时间信息,各机构可以预测火灾规模及其危险程度。仍以东湾山为例,NASA的预测模型估计,如果该地区被烧毁,可能将有超过24.7万英亩土地和近60万户家庭陷入火灾。
该机构可以提前几个月做出预估,包括会排放多少污染,有什么样的有毒气体会排放到哪里去等等。
NASA空域管理打出一套组合拳
目前, NASA的野火数据在线上免费开放,这使得加州消防局和美国林务局等机构可以使用这些更精确的高危火区地图,以便在发生火灾时能够立即知晓其位置。这种精准防控在扑灭大火时至关重要。
值得一提的是,上述预测并不是以州为单位做的的宏观预测,而是精确到英里级别的精确预测。
除了通过研究来预测野火,NASA还在协助切实解决这些问题。
通过使用无人机,解决了在夜间或充满浓烟等不安全情况下,救援人员可以继续灭火的问题。
同时,还可以引导燃烧路径,以消除火场中的枯枝,从而避免工作人员处于危险之中。
但这里也有一个难点:救援人员很难看到这些无人机的飞行位置。
为了解决这个问题,NASA正在开发空域管理技术,可以帮助机组人员、无人机操作员和地勤人员跟踪和共享位置,并彼此传递信息。这一计划正在NASA的应急反应行动先进能力(ACERO)项目下进行。
通过这一计划,响应人员能够接收到更及时和准确的信息,并在应急响应期间更快地做出决定。
NASA艾姆斯研究中心的研究员Kathryn Chapman称,由于大多数通信都是通过无线电完成的,而且,大多数野火都发生在没有手机服务的地方,这使得不同的急救人员很难进行互相交流,甚至很难知道火灾发生地点。
NASA的尝试使得人们有机会通过数字技术来填补这一空白。
为此,NASA还打造了移动空中交通管理的组合装备,可以帮助急救人员将交通状况可视化,确定飞机的高度和位置,以及确保无人机不会触碰到天空中的任何其他东西。
该装备置于一个黄色的塑料容器中,大约有一个大公文包的大小。它配备了一个用来跟踪飞机的ADS-B(自动相关监视广播)接收器,和一个用来显示当地航班位置的iPad和一个动力站。
NASA已经在田纳西州、密西西比州、乔治亚州、佛罗里达州和南卡罗来纳州的美国林务局飞行员中测试这些装备。
在这些装备的协助下,飞行员能够实时了解该地区的空中交通情况,使他们更容易驾驶无人机,并在安全距离外进行规定的操作。
目前,这些空域管理技术仍在不断研发改进中,并将与野外消防成员一起在低能见度地区进行一系列飞行演示测试,最终确保该技术能够在实际场景中成功运行。
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