研究使用基于AI的風(fēng)險分析方法來應(yīng)對野火

2020-01-21 10:51:11    來源:    作者:

俄勒岡州立大學(xué)開發(fā)的新數(shù)字工具將使土地管理人員能夠通過分析方法來更好地適應(yīng)大型野火的新現(xiàn)實,該分析可指導(dǎo)規(guī)劃和制止通常不遵守火災(zāi)的管轄范圍。

在俄勒岡州立大學(xué)林學(xué)院的研究助理克里斯·鄧恩(Chris Dunn)的帶領(lǐng)下,他們擁有多年的消防經(jīng)驗,科學(xué)家們使用機器學(xué)習(xí)算法和風(fēng)險分析科學(xué)來分析處理火災(zāi)的諸多因素:土地管理目標(biāo),消防決策,火災(zāi)緩解機會以及社區(qū),環(huán)境和消防管理系統(tǒng)的需求。

研究使用基于AI的風(fēng)險分析方法來應(yīng)對野火

他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《環(huán)境研究快報》上。

鄧恩說:“我們必須學(xué)習(xí)生活在火之中。” “沒有更多的炮彈,就沒有對未來的預(yù)測或證據(jù)。如果我們接受這種觀點,那么問題就變成了,我們想要什么樣的火?”

現(xiàn)在,鄧恩指出:“我們壓制了97%或98%的火災(zāi),使我們經(jīng)歷了2%或3%的非常糟糕的火災(zāi),因為它們爆炸性很強,因此我們沒有機會成功進行撲滅。”

他說,但是隨著時間的流逝,這些數(shù)字可以倒過來。

研究使用基于AI的風(fēng)險分析方法來應(yīng)對野火

鄧恩說:“我們可以選擇產(chǎn)生更多有益的火災(zāi),其影響不那么嚴重,最終減少那些真正糟糕的火災(zāi)。” “這最終可能意味著更多的火災(zāi),但出于正確的原因,卻在正確的地方出現(xiàn)了更多正確的火災(zāi)。”

Dunn和合作者以太平洋西北地區(qū)多發(fā)火勢的景觀為研究區(qū)域,開發(fā)了三套基于風(fēng)險的互補分析工具-定量野火風(fēng)險評估,撲救難度繪圖以及可控制火勢的地點地圖集。

鄧恩說:“這些工具可以為使消防管理適應(yīng)這一新現(xiàn)實奠定基礎(chǔ)。” “他們將火災(zāi)風(fēng)險與火災(zāi)管理的困難和機會結(jié)合在一起,從而更全面地了解了火災(zāi)管理的情況。”

該圖使基于風(fēng)險的計劃結(jié)構(gòu)成為可能,該結(jié)構(gòu)允許預(yù)先計劃對野火的響應(yīng),這些響應(yīng)可以平衡風(fēng)險與成功的可能性。

鄧恩說,研究中使用的景觀是“多轄區(qū)”的,即聯(lián)邦,州和私有財產(chǎn)的結(jié)合,突出了減輕野火風(fēng)險的共同責(zé)任。

他說:“在美國西部,我們已經(jīng)過了幾十年的野火。” “今天的大火越來越大,越來越快,越來越猛烈,我們確實處在一個新的火災(zāi)現(xiàn)實中。我們在全球范圍內(nèi)都看到這個問題,例如澳大利亞目前正在燃燒的烈火。

鄧恩說:“現(xiàn)在是時候我們借助風(fēng)險分析分析和計算能力來加強自己了,以補充我們對消防管理服務(wù)的經(jīng)驗知識。” “作為合作伙伴,科學(xué)家,管理人員和社區(qū),我們可以共同確定如何最好地與現(xiàn)在和未來的火災(zāi)進行互動。”

這些模型允許通過火季之外的火鏡來查看風(fēng)景,因此我們可以提前考慮,計劃,在與火交戰(zhàn)時更具戰(zhàn)略性。最終,我們可以朝著更好的結(jié)果邁進。”他說。

在1910年之前,頻繁發(fā)生的低烈度地面火災(zāi)在維護美國西部山區(qū)的森林中起著關(guān)鍵作用。自那以來的幾十年中,由于耐蔭和耐火樹種的遷入,聯(lián)邦政策導(dǎo)致的火災(zāi)赤字(與放牧,伐木和土地用途的變化一起)導(dǎo)致了老林的重大結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

滅火政策的根源可追溯到1910年的大火,這場大火炸死了87人,摧毀了多個城鎮(zhèn),并燒毀了大約康涅狄格州的面積。這場大火燒毀了愛達荷州,蒙大納州,華盛頓州和不列顛哥倫比亞省的300萬英畝森林,造成木材損失約10億美元。

但是,嘗試完全撲滅火災(zāi)會導(dǎo)致研究人員和林業(yè)專業(yè)人士稱之為“野火悖論” –嘗試消除野火的難度越大,無法撲滅野火的后果就越嚴重。

鄧恩說:“抑制大火的本能是一種不利于我們的病理學(xué)。” “但是,借助我們的模型和流程,這些決策工具有助于使我們的初始響應(yīng)多樣化,并導(dǎo)致默認的火災(zāi)響應(yīng),從而使火災(zāi)能夠發(fā)揮其生態(tài)作用,同時還可以降低最近被燒毀地區(qū)的風(fēng)險。”

在稱為POD的地圖上的規(guī)劃單位-潛在作戰(zhàn)輪廓的縮寫-匯總風(fēng)險以告知野火響應(yīng)決策。它們的邊界與“高概率控制特征”(道路,河流,湖泊,峽谷等)對齊,以幫助確保一旦啟動響應(yīng)就會成功。

鄧恩說:“在存在高風(fēng)險價值的地區(qū),壓制是必要的,我們可以在需要壓制時更成功地進行壓制。” “我們需要撲滅大火,如果我們提前進行計劃和管理,而不是追逐大火,也許我們可以在500英畝而不是5,000英畝的地方撲滅大火。”

鄧恩說,司法管轄區(qū)或所有權(quán)界線很少與有效的控制位置保持一致,因此POD強調(diào)了合作伙伴可以共同努力進行共同管理的領(lǐng)域。

研究使用基于AI的風(fēng)險分析方法來應(yīng)對野火

鄧恩說,計算機模型生成的地圖顯示“消防員著火時消防員如何看風(fēng)景”,他希望這種視覺視角能夠引發(fā)文化變革,從而使人們更富建設(shè)性地生活在火中。

他說:“從歷史上看,我們根據(jù)木材資源或重要的野生動植物棲息地(如北部斑點貓頭鷹)對景觀進行了分區(qū)。” “現(xiàn)在,我們有了消防員的觀點,可以與社區(qū),木材公司,非政府組織分享,為合作伙伴創(chuàng)建一個平臺,以了解我們的消防管理服務(wù)所做出的決定。這可以促進建立伙伴關(guān)系,以應(yīng)對當(dāng)今的火災(zāi)挑戰(zhàn),并最終為我們的生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)提供最佳的近期和長期成果。”

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