Жители поселков, окруженных природой, наслаждаются тишиной и покоем вдали от суеты шумных, многолюдных городов. К сожалению, такие сообщества вынуждены жить в условиях повышенного риска лесных пожаров.

Район, где дома и предприятия переходят в дикую природу, известен как интерфейс дикой природы и города (WUI). WUI — это зона, где развитые территории переходят в дикую природу, где дома и природа смешиваются. WUI пережил быстрый рост за последние 30 лет и продолжает расширяться. В период с 1990 по 2020 год к WUI на территории Соединенных Штатов было добавлено около 14 миллионов домов, что сделало его самым быстрорастущим типом землепользования во всех 48 смежных штатах.

Из-за близости к дикой растительности дома и предприятия в WUI подвергаются наибольшему риску лесных пожаров. WUI — это территория, где лесные пожары могут быстро поглотить целые населенные пункты и где, как известно, пожарным очень сложно бороться с лесными пожарами. В 2018 году пожар в Кэмпе уничтожил более 18 000 построек за несколько часов, почти уничтожив города Парадайз и Конкоу в северной Калифорнии. Большинство этих сообществ находились в WUI.

2023 год стал знаменательным годом для лесных пожаров. В июне пожары в Канаде вызвали рекордное количество дыма в Соединенных Штатах и ​​продолжали гореть все лето. В августе лесной пожар быстро охватил город Лахайна на Гавайях, разрушив более 2000 зданий и унеся по меньшей мере 115 смертей. По состоянию на сентябрь более 40 000 пожаров сожгли более 2 миллионов акров в Соединенных Штатах.

Поскольку климат Земли продолжает меняться, местные правительственные учреждения и отдельные сообщества должны работать вместе, чтобы повысить свою устойчивость перед лицом растущих лесных пожаров.

Что могут сделать домовладельцы, чтобы подготовиться?

Одним из важных действий, которые может предпринять домовладелец, является поддерживать территорию, непосредственно окружающую дом, очищая ее от растительности и других горючих материалов. Это создает защищенное пространство, обеспечивая разрыв, который может замедлить или остановить пожар, угрожающий имуществу. Это защищенное пространство также может стать безопасным местом для пожарных при защите дома.

Исследования показали, что уборка растительности в радиусе 100 футов от дома значительно повышает вероятность того, что он переживет лесной пожар. Этот 100-футовый буфер можно дополнительно разделить на зоны, при этом первые 5 футов от дома считаются устойчивой к уголькам зоной, которая должна быть полностью очищена от всех горючих материалов.

В Калифорнии теперь по закону требуется защищенное пространство в районах, подверженных высокому риску лесных пожаров. Законопроект 38 Законодательного собрания требует документирования соответствующей проверки защищенности помещений для объектов недвижимости, находящихся в зонах «высокой» или «очень высокой» пожароопасности.

Кроме того, разные типы растительности представляют разный уровень пожароопасности. Высаживая подходящие растения, удаляя мертвый мусор и сокращая количество лестничного топлива, люди могут защитить свои дома и снизить риск для своих сообществ.

Как технологии могут помочь

Чтобы помочь этим усилиям, команда AI2’s Wildlands сотрудничает с FireWatch, компанией, которая использует аэрофотосъемку для выявления, мониторинга и информирования об опасностях лесных пожаров в сообществах. Аэрофотоснимки имеют высокое разрешение, что позволяет использовать их для детального анализа всего сообщества. Он также является мультиспектральным, охватывая как видимые цвета, так и световые полосы ближнего инфракрасного диапазона. Это позволяет проводить оценки дистанционного зондирования, такие как Индекс нормализованной разницы растительности (NDVI), который использует комбинацию красного света и ближнего инфракрасного света для оценки количества растительности и стресса.

Данные, предоставленные FireWatch, дают сообществам более точное понимание риска и проблем, связанных с лесными пожарами. Это дает жителям возможность заранее принять меры и подготовиться к лесному пожару. Привлекая домовладельцев, эти жители могут получить данные, необходимые им для обеспечения соблюдения требований к защищенному пространству в их районе. На более высоком уровне сообщества могут интегрировать эту информацию в свои собственные планы защиты от лесных пожаров. Эти планы, наряду с картами опасности растительного топлива, могут помочь в подаче заявок на получение грантов для поддержки повышения устойчивости сообщества. Пожарные службы также могут осуществлять предварительное планирование и создавать общие оперативные картины опасных видов топлива для служб экстренного реагирования.

«Каждый год FireWatch разрабатывает индивидуальные карты растительного топлива для общественных лидеров и домовладельцев, которые определяют зоны высокого пожароопасности по всему населенному пункту Ранчо Санта-Фе, Калифорния. Усилия по сокращению расхода топлива измеряются и контролируются с течением времени, чтобы улучшить управление рисками лесных пожаров. Данные FireWatch передаются местным пожарным службам, что укрепляет связь с домовладельцами по вопросам соблюдения требований к защищенному пространству». — Кейтлин Кройц, Ассоциация ранчо Санта-Фе округа Сан-Диего.

Команда Wildlands тесно сотрудничает с FireWatch, чтобы использовать искусственный интеллект и геопространственный анализ, чтобы помочь понять и количественно оценить риск лесных пожаров в сообществах. Применение этих методов к проблеме оценки защищаемых пространств позволяет расширить усилия по количественной оценке риска за пределы нынешних пределов.

Машинное обучение также можно использовать для выявления рисков, которые в настоящее время трудно оценить количественно с помощью других методов. К ним относится обнаружение определенных растительных сообществ, таких как чапараль, классифицировать которые с помощью более традиционных методов дистанционного зондирования может быть сложно. Его также можно использовать для выявления изменений по сравнению с прошлым годом, давая сообществам и домовладельцам картину того, как с течением времени развивается риск лесных пожаров. Кроме того, машинное обучение можно применить для решения проблемы создания контуров зданий, соответствующих аэрофотоснимкам. Наличие точных контуров здания является важнейшим компонентом оценки защищенного пространства вокруг дома.

Создание защитного пространства — один из наиболее важных шагов, который может предпринять любой домовладелец, чтобы подготовить свою собственность к лесному пожару. Анализируя сообщества с помощью аэрофотоснимков, мы можем помочь домовладельцам, сообществам и службам быстрого реагирования снизить риски лесных пожаров.

Сотрудничество команды Wildlands с FireWatch помогает продолжить наши исследования по применению искусственного интеллекта для обеспечения пожароустойчивости дикой природы.

Подпишитесь на @allen_ai в Twitter/X и подпишитесь на Информационный бюллетень AI2, чтобы быть в курсе новостей и исследований, касающихся AI2.