Можно ли предсказать лесные пожары? Как дроны, данные и информатика используются в западной Канаде

Дыма без огня не бывает. Выявляя его с помощью различных инструментов, от пожарных вышек до спутников, можно легко обнаружить лесной пожар.

Но что, если бы мы могли легко предсказать, где возникнет лесной пожар , прежде чем появится дым? Это цель Михала Айбина, приглашенного доцента Колледжа компьютерных наук Хури в кампусе Северо-восточного университета в Ванкувере, Британская Колумбия.

«В настоящее время, среди всех исследований  лесных пожаров, которые проводятся по всему миру… большая часть — около 90% — сосредоточена на обнаружении пожара » , — говорит Айбин. «При этом очевидно то, что , когда мы обнаруживаем дым, то это означает, что огонь уже есть… Мы хотим не обнаружить. а предсказать пожары в том или ином регионе».

Айбин и его команда в Ванкувере разработали алгоритм компьютерного зрения, который оценивает и классифицирует леса в соответствии с их пожароопасностью. Это позволяет лесникам видеть зоны наибольшего риска и заблаговременно уделять им особое внимания, концентрируя здесь основные усилия по предотвращению пожаров.

«Наша цель — предоставить как можно больше информации лесоводам, чтобы они могли реализовывать стратегии предотвращения пожаром — своевременно проводить уходы за лесом, снижать запасы горючей биомассы, проводить контролируемые палы… В этом случае, даже при возникновении пожара огонь не распространится так далеко или не будет таким разрушительным, как если бы профилактические меры не были приняты и объем горючего материала под пологом леса был большим», — говорит Айбин.

По словам Айбина, в прошлом году в Канаде возникло примерно 1800 лесных пожаров в ходе которых сгорело 135 000 гектаров (в одном гектаре примерно 2,5 акра) леса. Ущерб составил 650 миллионов долларов. По данным Всемирного экономического форума, убытки наносимые в последние годы во всем мире оцениваются примерно в 50 миллиардов долларов в год.

И площади пожаров и наносимый ими ущерб, вероятно, будут увеличиваться по мере изменения климата, усиления циклов засухи и выброса углерода в результате лесных пожаров. По данным ВЭФ, в 2021 году в результате лесных пожаров в атмосферу было выброшено около 645 миллионов тонн углекислого газа.

«С каждым годом ситуация с пожарами становится все тяжелее, — говорит Айбин. «Из-за них (пожаров) мы выбрасываем в воздух больше углерода, из-за чего климат становится теплее. Это своего рода петля, которую нам нужно разорвать».

Пострадают не только леса или луга. Айбин говорит, что дым от лесных пожаров может распространяться на большие расстояния и ухудшать качество воздуха, усугубляя респираторные заболевания человека, такие как астма.

Но работа Айбина выполняется до того, как над лесом начинает подниматься дымок. Он использует дрон для сканирования лесных массивов, собирая такие данные, как количество легковоспламеняющегося мусора в этом районе, виды деревьев, их воспламеняемость, близость источников воды, районы с болезнями, которые ослабляют деревья, и многое другое.

Информация вводится в картографическую программу, которая затем отображает лес и присваивает различные классификации с цветовой кодировкой в ​​зависимости от риска воспламенения — от низкого до экстремального.

Эта информация затем предоставляется лесникам, которые могут видеть наиболее подверженные пожарам участки, узнавать, почему этот район особенно опасен, и определять стратегии смягчения последствий и профилактики пожаров.

До сих пор Айбин проводил сбор и анализ данных в лесах в водосборе реки Томпсон в Британской Колумбии, работая с Министерством природных ресурсов и Министерством транспорта Канады (государственные ведомства, отвечающие соответственно за природные ресурсы, включая леса, и транспорт в Канаде, ). Однако он видит перспективы применения своей программы во всем мире и работает над расширением количества и типов анализируемых ею факторов риска, чтобы включить в анализ географически специфичную информацию и сделать программу более универсальной.

«Постоянно развивайте объем базовой информации – расширяйте географию сбора данных, включайте в неё больше древесных видов, учитывайте больше факторов риска и получайте систему, которую можно применять в Британской Колумбии, всей Канаде, Штатах и, наконец, во всем мире», — говорит Айбин.

Он также надеется, что его студенты, изучающие информатику, найдут новое применение своим навыкам и будут оказывать влияние на мир.