通常情况下，加州野火蔓延的主要标志是卫星或摄像机看到的一缕朦胧的灰色烟雾在空中飘过。加州林业和消防部门(CalFire)得到了警报，随后采取了缓解和遏制措施。
但加州大学戴维斯分校机械与航空航天工程系教授孔昭丹(音译)认为，“有烟就有火”的想法，让消防队员来不及解决问题，因为火势已经蔓延，而且难以控制。
“现在，它的工作方式是你看到火灾，然后做出反应，”孔说。“它非常被动，非常被动。”
相反，Kong在人工智能和自主领域的研究包括无人驾驶飞行器(uav)，他认为，在火灾到达冒烟点之前检测到火灾的综合技术系统可能会改变游戏规则，有可能防止大范围的野火破坏。
传感器和灵敏度
探测将从地面开始，在已经发生或可能发生野火事件的战略位置放置与互联网连接的传感器(由CalFire确定)。这些手掌大小的传感器是由加州大学戴维斯分校空气质量研究中心主任、机械和航空航天工程系的杰出教授安东尼·韦克斯勒开发的，可以测量温度、湿度和风速，以确定哪些地区发生野火的风险更高。
韦克斯勒说:“高温、低湿度和高风速是导致野火高风险的因素。”韦克斯勒已经在这些传感器上工作了近十年。“在大的地理区域内，温度和湿度相对均匀，但由于地形的原因，加州各地的风速变化很大。”
一旦探测到这三种威胁——超干燥土壤、高温和强风，无人机就会携带有效载荷的摄像机和化学传感器，对该地区进行扫描，寻找进一步的火灾迹象，包括空气中颗粒物和二氧化碳的增加率，然后将任何发现报告给CalFire。
“化学感应比视觉感应更敏感，”韦克斯勒说。“如果你在附近散步，看到有人在壁炉里烧木头，你什么也看不见，但你能闻到。”
为了执行这些侦察任务，孔的实验室正在建造配备导航系统、传感器和摄像头的旋翼飞机。虽然使用旋翼飞机的好处之一是它们可以在任何地方降落和起飞，但主要挑战之一是最大飞行时间约为30分钟。为了解决这个问题，孔的实验室正在开发一种混合动力飞机，它可以像旋翼飞机一样垂直起降，但也具有固定翼飞机的品质，可以在高空巡航数小时。
捕捉火灾
许多消防部门都在使用滴灌新产品P水和阻燃剂在熊熊燃烧的大火中，他们可能会犹豫是否接受使用无人机作为火灾探测工具。摄像机、卫星和有人驾驶飞机已经成为追踪野火蔓延、确定其可能移动的方向和速度的关键。为什么要增加无人机?
孔和韦克斯勒说，目前的探测系统还有空白需要填补。在加州各地的塔上安装了1000个摄像头，由alertCalifornia管理，只有当火灾在它们的视野范围内时，它们才能看到火灾。此外，美国宇航局的火灾感应算法从地球上空500英里以上的卫星上扫描火灾，这使得确定火灾的确切位置和大小变得困难。
当这些视觉传感器捕捉到火灾并将信息传递给有关当局时，火灾可能已经蔓延到难以控制的程度。在采取行动之前，有人驾驶的飞机仍然必须飞越火场并评估情况。
孔说，如果使用无人机飞越野火，消防员就不必冒生命危险了。如果无人机被野火烟雾笼罩，撞到树上或山上，它就只是一项技术，而不是人命。
他说:“有些野火发生在非常具有挑战性的地形中，比如如果它们发生在一个非常深的山谷中，你必须让飞机飞进去，这是非常危险的。”“我们希望证明使用无人机可以大大提高它们的安全性。”
在烟雾(大部分)散去之后
使用无人机探测火灾也可以极大地改善消防员和受灾地区人民的健康。许多医学研究将野火烟雾——其中包括颗粒物、挥发性有机化合物、一氧化碳和其他有害化学物质——与消防员肺功能下降、炎症和心血管问题等不利健康影响联系起来。在野火烟雾普遍存在的社区，它还与出生体重下降和早产、肺炎和急性支气管炎急诊室就诊次数增加以及COVID-19和心血管疾病死亡风险增加有关。
极端的野火事件也会造成巨大的损失。2020年的一篇论文分析了加州2018年野火的经济影响，据报道，这是“迄今为止加州历史上最致命、最具破坏性的野火之一”，发现了1485亿美元的损失，包括22582座建筑被毁，这是由当年8527场大火造成的，烧毁了190万英亩土地。
野火也是气候变暖反馈循环的一部分。环境变化，如干旱加剧、气温升高和湿度降低，是大量持续时间更长、强度更大的火灾的滋生地。这些火灾产生温室气体排放和空气污染，导致气候变化，循环重新开始。
更好地合作
孔、韦克斯勒和其他研究人员知道，野火造成的破坏无法消除，也无法完全阻止野火。但是，知道我们必须与野火共存，建立这个早期检测网络可以让加州消防局和其他消防机构更早地注意到火灾，这样他们就可以在火灾失去控制之前开始采取遏制措施，希望能减少火灾造成的损失和死亡。
这两位研究人员，以及加州大学戴维斯分校计算机科学系助理教授张嘉伟和电气与计算机工程系副教授阿维斯塔·萨桑，最近向美国国家科学基金会和加州气候投资基金提出了他们对早期野火探测的想法。
他说:“我们将使用地面传感器网络来预测高风险，然后让无人机在该地区巡逻，找到火源，然后我们将向当局发出警报，然后飞出去。”“它必须是卫星、瞭望塔、无人机、有人驾驶飞机、地面传感器，所有的机制一起工作，以便有一个系统来预测和探测野火。”引文:新的无人机研究计划推进野火监测(2023,8月28日)2023年8月30日检索自https://techxplore.com/news/2023-08-drone-advances-wildfire.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
