Исследования обещают революционную технологию предотвращения лесных пожаров

Лесные пожары, или пожары в дикой природе , являются глобальной проблемой. Только в прошлом году в Европе сгорело около полумиллиона гектаров леса. Фото: Эйя Хонкаваара

Финская исследовательская группа использует несколько дронов для раннего обнаружения лесных пожаров и оказания помощи в их тушении.

Стая дронов, управляемая искусственным интеллектом, может в будущем поднять тревогу на нанней стадии возникновения лесного пожара. Во время пожара дроны будут передавать данные о его развитии и прогнозировать, как он будет распространяться в течение следующего часа.

Проект FireMan, созданный совместными усилиями исследователей из Финского геопространственного института (FGI) Национальной земельной службы Финляндии, Университета Ювяскюля, Университета Оулу и Центра технических исследований Финляндии VTT, намерен произвести революцию в предотвращении и подавлении лесных пожаров.

С потеплением климата, окружающая среда становится все более сухой, а лесные пожары все более частыми. К сожалению, в будущем это станет большой проблемой», — говорит руководитель проекта, профессор Эйя Хонкаваара из Национальной земельной службы Финляндии.

Проект, финансируемый Академией Финляндии, планируется реализовать в 2022–2024 годах. Беспилотники уже были протестированы прошлой весной на участках, где проводились управляемые палы.

Геопространственные данные имеют ключевое значение

Одной из инноваций мирового уровня в финском исследовательском проекте является использование дронов, летающих эскадрильями. В рамках проекта изучается, как направлять эскадрилью и входящие в неё дроны для сбора данных о пожаре.

Эсадрилья должна быть в состоянии обследовать обширные лесные массивы и, при необходимости, реагировать и действовать автономно в случае возникновения пожара.

«В будущем авиапатрулирование в сезон лесных пожаров может быть заменено низкоэмиссионной деятельностью с использованием дронов. Эта технология более экономична и безопасна. Используя дроны, мы также могли бы чаще патрулировать, а это означало бы, что пожары можно было бы обнаруживать как можно раньше», — прогнозирует Хонкаваара.

По словам Хонкаваара, спутники уже могут передавать сведения о продолжающихся лесных пожарах, но данные, передаваемые дронами, будут более точными и полными.

Сведения о горючести древесного сырья

В случае лесного пожара эскадрилью дронов можно использовать для моделирования его развития с учетом таких факторов, как запас деревьев, топография местности, растительность, сила и и направление ветра. Эти прогностические модели используются для обучения программы искуственного интелнета (ИИ), которая будет оценивать развитие пожара в режиме реального времени на основе доступных данных дистанционного зондирования.

«Дистанционное зондирование позволяет узнать, какие породы деревьев есть в этом районе и в каком они состоянии. На самом деле, мы даже можем оценить, насколько деревья сухие и горючие», — говорит Хонкаваара.

ИИ для интерпретации огня

Дроны передают ценные данные о развитии и интенсивности пожара.

«Автоматизированные методы на основе искусственного интеллекта позволяют нам отслеживать фронт пожара и различные параметры ситуации, такие как высота пламени», — говорит Хонкаваара.

«Это низовой пожар или верховой, обладающий взрывной скоростью? Горящие обломки могут быть выброшены наружу в соседние районы, и могут возникнуть новые пожары. Дроны также хороши для их обнаружения», — продолжает она.

Моделирование также можно использовать для планирования эффективных мер по тушению пожара, например, в тех случаях, когда будет полезно создать противопожарные полосы или провести встречные палы.

Данные дистанционного зондирования также включают обычные цветные фотографии и тепловые изображения, показывающие горячие точки. Проект также включает в себя разработку сенсорной технологии, которая может видеть сквозь дым намного лучше, чем человеческий глаз.

Мониторинг движения дыма

Данные о лесных пожарах в режиме реального времени также помогают пожарным.

«Информация о том, как развивается пожар, может быть передана пожарным. Та же система геопространственных или ситуационных изображений может также включать информацию о местонахождении людей на земле. С точки зрения безопасности очень важно, что мы можем контролировать направление огня и дыма», — отмечает Хонкаваара.

Проект направлен на развитие сотрудничества между людьми и автономными системами. По словам Хонкаваары, один из вопросов исследования заключается в том, как данные, собранные дронами, можно использовать в практических пожаротушительных и спасательных работах.

«Возможная модель — передать данные в спасательный центр, а затем отправить все необходимые данные на место пожара. Я пока не могу сказать, что будет лучшим вариантом. Это то, что мы должны исследовать», — говорит Хонкаваара.

В то же время исследователи рассматривают будущее авиации.

«Также над местом возгорания находятся пилотируемые вертолеты. Важным вопросом, который необходимо решить, является то, как безопасно разделить воздушное пространство, где будут летать как дроны, так и вертолеты», — отмечает Хонкаваара.

Использование моделей рельефа и данных о лесах

В рамках проекта изучается использование технологий 5G и 6G в передаче данных. Хонкаваара говорит, что, среди прочего, в проекте будут использоваться модели рельефа и топографические данные Национальной земельной службы Финляндии, данные о лесах Финского лесного центра и метеорологические данные Финского метеорологического института.

По словам Хонкаваара, технология масштабируема, поэтому ее можно использовать и за пределами Финляндии.

«Финляндия — хорошая среда для изучения этих вопросов, поскольку мы располагаем передовыми данными, но аналогичные наборы данных становятся доступными и в других местах», — отмечает она.

Заинтересованы ли Силы обороны Финляндии в использовании эскадрильи дронов?

«Силы обороны могут использовать беспилотники по-разному. Например, в войне на Украине беспилотники являются важным инструментом», — говорит Хонкаваара.