在野火螺旋式发展之前驯服它们 – 第 2 部分：用户体验
快速阅读: 《福布斯》消息，佛罗里达州森林局利用FNN技术监测闪电，快速控制野火，减少损失。该技术结合传感器、AI和GIS，提升预警与应对效率。
西戴德，佛罗里达州 – 6月10日：火焰从一场灌木丛火灾中喷出，佛罗里达州森林局继续努力控制这场火灾。截至2011年6月10日，这场火灾已烧毁了约50,316英亩（约203平方公里）的面积。这场火灾是在上周末开始的，当时南佛罗里达州仍在经历雨季开始时的干燥天气，干旱状况开始显现。林业部门已将火势控制在约55%。（照片由乔·雷德勒/盖蒂图片社提供）
盖蒂图片社
本文第一部分讨论了传感器、无人机、人工智能、成像和航空技术的整合，以在40秒内识别由闪电引发的火灾，确认威胁，并在火灾失控前缓解早期火源点。
美国野火的经济影响是惊人的，据一些估算，每年约为1万亿美元。对人类生命（消防员和公众）和环境的影响也很大，仅在2006年至2022年间，就有约15,000人因吸入烟雾死亡。
闪电是野火的主要原因之一，占烧毁面积最多（西部70%的野火燃烧面积是由闪电引发的）。
根据FNN首席执行官伊斯特万·凯雷兹博士的说法，“这是获得联邦政府资金开发能够检测半径20英里的所有闪电并精确定位最可能引发火灾的少数高强度闪电的关键因素。这些传感器可以迅速向当局发出警报，使消防员获得关键的早期预警，并在火灾失控前进行有效管理”。
即使在闪电不是主要原因的情况下，PyroCb（火积云）效应可能引发次级闪电，从而引发热点和火灾（图1）：
图1：当空气被吸入烟雾柱中时，火积云形成，使空气变暖、湿度增加，从而更加不稳定。
澳大利亚政府气象局。
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因此，将主动闪电探测纳入整体野火管理计划至关重要，这样可以在火灾蔓延之前中和火源点。
时间与时机至关重要！
本文讨论了FNN及其合作伙伴在第一部分中提出的解决方案的用户体验，特别是通过佛罗里达州森林服务（FFS）、圣贝纳迪诺县消防保护区（SBCFire）和蒙大拿州自然资源与保护部（M-DNRC）三个民事机构的视角。他们都部署了FNN的“高风险闪电探测器”，以及由波音公司提供的ForeFlight软件及笔记本电脑/平板数据可视化工具。
佛罗里达州森林服务（FFS）
弗朗西斯·尼利是FFS的航空运营主管。他提供了关于佛罗里达州野火发生情况的一些统计数据：
佛罗里达州平均每年发生约2338起野火，是全国野火数量第二多的州（2024年为2338起，低于加利福尼亚州的8024起）。
鉴于该州的地理和天气模式，闪电频率很高，每年接近100万次。尽管这排在得克萨斯州、俄克拉荷马州和堪萨斯州之后，但佛罗里达州仍被誉为美国的“闪电之都”。
火灾季节很长，基本上全年都有。二月至五月（春季）以及九月至十二月（秋季）都是最干燥的时期。夏季月份湿度较高，但经常有风暴和闪电。即使是在干燥天气中的闪电也可能引发野火，正如这篇NSF研究文章所讨论的。
因此，佛罗里达州农业与消费者服务专员威尔顿·辛普森“要求佛罗里达州森林服务高效运作，并尽可能利用技术为佛罗里达州的居民和游客提供更安全的环境，并保护该州的自然资源和野生动物。”
州立法机构已为佛罗里达州森林服务（FFS）提供资源，使其从越南战争时期的老旧机队升级为一组最先进的飞机，配备最新的早期野火探测和扑灭技术。（图2和图3）。
图2：FFS空中灭火舰队包括固定翼和旋翼飞机巡逻并检查闪电击中情况。
弗朗西斯·尼利，FFS
图3：FFS空中舰队行动。左边：直升机进入一个小湖获取水。右边：固定翼飞机在野火上空盘旋，并与地面森林护林员协调应对措施。
弗朗西斯·尼利，FFS
大约30架固定翼和旋翼飞机组成的机队由23名全职飞行员操作（尼利先生就是其中之一）。除了空中资源，FFS还运营地面防火单位，与空中资源协同工作。关键是快速有效地将资源投入到野火热点，防止其扩散。FFS主任理查德·多兰与FNN建立了合作关系，以定位最有可能引发野火的闪电击中点。这些地点（通过GIS集成确定）通过ForeFlight应用程序传输给飞行员。这些区域被实时监控，并与地面森林护林员共享信息，以在周期早期减轻火灾。FNN的合作关系使资源得以最优利用，并实现早期干预，以防止野火蔓延和生命、财产及植被的破坏。
卡特·坎马克是佛罗里达州第三国会选区的美国众议员，她在美国农业委员会任职（该委员会负责联邦土地和美国林业局）。
“在佛罗里达州，我们亲眼目睹了FNN的高风险闪电探测系统如何与佛罗里达州森林服务的空中团队整合，以在野火蔓延前识别和控制它们。这项尖端技术为我们的第一响应者提供了他们需要的关键提前时间，以保护生命、财产和自然资源。这正是我们应该在全国范围内推广的创新AI，以加强全国范围内的野火预防工作。”
圣贝纳迪诺县消防保护区（SBCFire）
由于干燥的气候、大量的易燃植被和强烈的季节性风力，根据美国林业局的说法，圣贝纳迪诺山脉是美国最易发生野火的地区之一。圣贝纳迪诺是美国大陆最大的县，面积超过20,000平方英里，比新泽西州、康涅狄格州、特拉华州和罗得岛州的总面积还要大。该县近80%的土地是公共土地，其中大部分是联邦土地。SBCFire与多个联邦（美国林业局等）和州级（加州消防局、圣贝纳迪诺县治安官办公室）机构合作管理野火。预算有限，紧急情况下的跨机构协调复杂、手动且耗时。因此，拥抱创新和技术以快速控制初期火灾至关重要。
这条火线于2024年9月在高地社区附近开始，并蔓延到圣贝纳迪诺国家森林。它迫使多个社区疏散，并烧毁了约4.5万英亩。火灾的最初原因怀疑是人为纵火。然而，烟雾引发了次级闪电，形成了其他潜在的火源（1700个，见图4，左）。FNN的传感器已经到位，得益于联邦资金和圣贝纳迪诺县的积极部署。该地区已经有了一个社区野火保护计划（CWPP），但这些文件很长且详细，适合培训，但在实时努力和社区参与方面效果不佳。FNN帮助将这一计划转化为在线、实时的数字平台，集成了ArcGIS Online，将闪电位置（来自其传感器数据）与超过30种天气相关变量（如可燃性、湿度、植被和降雨数据）配对，由AI算法分析并转换为数字仪表板，可以显示历史数据，也可以作为消防员的实时工具。
随着火势加剧并开始产生PyroCb事件，这些传感器提供了关于可能导致新火灾的高风险闪电的实时更新。借助Foreflight应用程序的信息（图4，右），消防员可以有针对性地处理新兴风险，并更有效地控制火势。
图4：左：火线烟雾柱产生了超过1700次闪电。右：FNN的高风险闪电仪表板是圣贝纳迪诺县动态GIS启用的社区野火保护计划的重要组成部分
FNN
早期传感器警告和GIS启用的仪表板相结合，结果没有人员和财产损失，并大大减少了烧毁的英亩数（4.5万英亩）。
与火线相比，2024年7月北加利福尼亚州的公园大火造成了约50万英亩的烧毁面积，花费了3.5亿美元来控制。它也是人为引发的，但由于PyroCb效应导致次级闪电，火势蔓延。2025年1月的洛杉矶火灾是由于电力传输网络故障引发的。PyroCb和次级闪电的发生尚不清楚，但造成了更大的损失，请参阅本文第一部分。这些司法管辖区目前还没有圣贝纳迪诺县那样的主动野火探测解决方案。
SBC消防保护主任丹·芒西是一名30年的消防员。他也是公认的野火管理专家，并曾在多次场合向美国国会作证。
他将于2025年6月26日出席众议院自然资源委员会的一次监督听证会，主题为“修复我们的森林：推进创新技术以改善森林管理和预防野火。”” 他也是XPRIZE野火竞赛的评委，这是一项“激励消防技术创新的比赛”。目标是“开发新技术，能够迅速且准确地检测、表征并应对野火，使其在造成破坏之前就被控制住。” FNN是半决赛选手之一。蒙西警长的愿景是“在90%的时间里将火灾控制在100平方英尺或更小。” 当前的目标指标是“在90%的时间里将火灾控制在50万平方英尺以内。” 实现5000倍愿景需要技术，他已与FNN等多家供应商展开合作。目标包括：改善利益相关者在野火准备中的沟通和参与；识别并优先考虑社区和区域以减少可燃植被的体积，并进行规定性燃烧以降低野火风险；优化并有效地分配资源以检测和控制早期火点；实现5000倍愿景。实现5000倍愿景还需要利用无人系统和自主机器人进行空中野火验证和管理。为此，蒙西组织了一个活动，展示了一架名为“Rain”的自主黑鹰无人机的操作（图5）：图5：使用黑鹰无人机进行自主野火扑灭演示SBCFire, Rain.aero & Sikorsky
蒙大拿州自然资源与保护部（M-DNRC，简称M-DNRC）。M-DNRC通过联邦拨款（类似于上述的圣贝纳迪诺案例）于2024年底安装了FNN探测器和数字工具。唐·科普尔是M-DNRC防火局林业部门的一名项目经理。他表示，蒙大拿州25%的野火是由闪电引起的。这些火灾造成55%的森林植被破坏，通常发生在人口稀少和偏远地区，包括山区。余火可能持续燃烧数天，当可燃条件出现时会突然加速。这类火灾的烟雾很难被检测到。因此，部署闪电探测器以提供对高风险雷击的主动预警是必要的。空中舰队会巡逻这些地点，进行检查和验证，之后部署空中和地面消防力量。图6显示了M-DNRC目前拥有的各种固定翼和旋翼飞机（有人驾驶）（3架固定翼，5架旋翼）。
图6：用于野火探测和扑灭的固定翼和旋翼飞机
M-DNRC
固定翼飞机配备白天摄像设备，用于检查和验证高风险火点，之后旋翼资产进行紧急灭火，直到地面消防资源到达该区域。还有一架额外的固定翼飞机（图7），目前由位于蒙大拿州的Bridger Aerospace公司租赁，该公司专门从事空中灭火。这些飞机配备了短波、中波和长波红外相机，可以在白天或夜晚检测热源。除了传感和验证功能外，这些飞机还可以从邻近地点汲取约1500加仑的水用于临时灭火。载荷和基于AI的感知软件由位于俄勒冈州的Overwatch Imaging公司提供，该公司专门从事各种任务（包括灭火）的传感器载荷和软件。
图7：Bridger飞机（左）带有Overwatch传感器载荷（中间）和产生的红外和可见光图像（右）
Bridger和Overwatch Imaging
M-DNRC还在采购三架额外的固定翼飞机（Cessna 206），这些飞机将携带Overload Imaging载荷。蒙大拿州的火灾高发期是5月至10月。科佩尔期待与FNN、Bridger和Overwatch的合作，他说：“优先采取安全且积极的初期应对措施。我们的消防计划正在利用所有可用的工具，包括红外技术，以在产生可见烟雾之前检测野火。早期检测使我们的消防员能够在火灾仍小且可控时快速响应，帮助保护蒙大拿州的社区和自然资源，同时降低大型火灾带来的高昂扑灭成本。”
目前，FNN产品也在澳大利亚和巴西部署，主要是作为测试案例，研究其在南半球不同气候模式和生态系统中的表现。在美国，俄勒冈州、爱达荷州和新泽西州正在部署和测试类似上述三个例子的解决方案。希望其他高野火风险的州也能采用其中的一些技术。需要政治支持，当然也需要资金。这里提到的人可以做到这一点！很明显，预防野火失控的主动解决方案至关重要。由于主要或次级闪电在引发野火中起着重要作用，检测高风险地点并使用GIS启用的实时数字应用来确认和缓解幼年火灾是必不可少的，以最大限度地减少生命损失、污染、财产和自然资源的损害。使用先进的传感器（热成像、LiDAR、闪电）同样至关重要，使用空中自主解决方案进行快速部署也是如此。
(以上内容均由Ai生成)
