Purdue Dijital Ormancılık Enstitüsü bu hedefe ulaşmak için üniversite çapında işbirlikleri düzenliyor
Batı Lafayette, Ind. —
D Ulusal Kurumlararası Yangın Merkezi bu yazının yazıldığı an itibarıyla yalnızca Amerika Birleşik Devletleri’nde 19.444 yangının 2.161.787 dönümlük alanı yaktığını bildirdi. Arazi yöneticileri ve hükümetler on yıllardır kontrol edilemeyen yangınların büyümesine karşı yüksek profilli bir mücadele yürütüyor. Purdue Üniversitesi araştırmacılarına göre teknoloji bu tehdidin ortadan kaldırılmasında önemli bir rol oynayabilir Dijital Ormancılık Enstitüsü.
“Dijital teknoloji sayesinde meslektaşlarım ve ben her ağacı kökünden tepesine kadar inceleyebiliyoruz. Enstitünün müdürü, orman yangını riskinin kritik ve eyleme geçirilebilir bilgiler sağlayacak bir ölçekte saha haritalamasını yapıyoruz” dedi. Songlin FeiAynı zamanda Uzaktan Algılama alanında Dekanlık koltuğunu da elinde tutuyor.
Araştırmacılar, dijital ormancılığı kullanarak büyük popülasyonları ve değerli altyapıyı etkileyen en yüksek risk altındaki alanları belirleyebilir. Purdue’nin çabaları, belirli bir konumdaki orman yangınlarının olasılığını ve boyutunu belirlemek için dronlardan uydulara kadar yenilikçi uzaktan algılama teknolojilerinin geliştirilmesini içeriyor.
Ayman HabibDr. Thomas A. İnşaat Mühendisliği bölümünden. Profesör Page, nokta bulutlarının RGB/termal görüntülerini ve LiDAR (ışık algılama ve menzil) elde etmek için mürettebatlı uçaklara, insansız hava araçlarına ve hatta giyilebilir sırt çantalarına orta irtifa, yakın yakın ve yakın algılama teknolojilerini entegre eden bir ekibe liderlik ediyor. ormanlarda.
Habib, “Ayrıca, odunsu kalıntıların tanımlanması ve genç ve küçük ağaç türleri, çalılar ve yumuşak gövdeli bitkilerin altındaki katmanın tanımlanması da dahil olmak üzere, orman modelleme için veri analitiği teknikleri geliştirmek için çalışıyoruz.” dedi.
Havacılık ve Uzay Bilimleri Profesörü James Garnizonu Ve ekibi yakın zamanda konseptin kanıtı için Uluslararası Uzay İstasyonundan SNOOPI (Fırsat Sinyalleri: P-band Araştırması) adlı bir uyduyu yayınladı. SNOOPI, güçlü uydu yayınlarının Dünya uzaktan algılama için koordine olmayan iletişim uydularından gelen ışık kaynakları olarak yeniden kullanılıp kullanılamayacağını değerlendiren ilk uzay gösterisidir.
Purdue ve ekibinden Garrison, “Bitkilerdeki yer üstü biyokütle ve su miktarı teorik olarak SNOOPI’nin gözlemleriyle ölçülebilir” dedi. NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı Ve Goddard Uzay Uçuş Merkezi SNOOPI tarafından düzenlendi. “Bu değişkenler toprak nemi ile birlikte orman yangını riskini tahmin etmek için önemlidir.”
Enstitü, araştırma yürütmek, dijital ormancılığın potansiyeli konusunda farkındalığı artırmak, uzmanlığı paylaşmak ve multi-milyon dolarlık projeleri yönetmek için dünya çapında ortaklıklar kurmuştur. Program portföyü Çeşitli kamu, özel, akademik ve kar amacı gütmeyen kuruluşlarla işbirliği içinde. Örneğin bir proje, toprak sahiplerinin ve paydaşların ormanlarını Amerika Birleşik Devletleri’nin doğusundaki giderek karmaşıklaşan ekonomik ve iklim koşullarına daha iyi adapte etmelerine yardımcı oluyor. Başka bir proje20’den fazla eyaleti kapsayacak ve aile ormanı sahiplerinin iklim açısından akıllı emtia yönetimi uygulamaları geliştirmelerine yardımcı olacak.
Dijital Ormancılık ekibinin yoğun gündemi, iklim değişikliğini azaltmak amacıyla karbonun ölçülmesi ve izlenmesi için daha doğru yöntemler geliştirmeyi içeriyor. Fay, sürdürülebilir orman yönetimini geliştirmek için ekibin dijital haritalarının lojistiği geliştirerek kereste kalitesi ve miktarının daha iyi anlaşılmasını sağladığını ve bunun da karlılığı artırdığını açıkladı.
Enstitüdeki araştırmacılar, ormanların ekolojisine dair kritik bilgiler edinmek için “dijital ikizler” (ormanların dijital kopyaları) yaratıyor. Bu dijital ikizler, görsel halk desteği ve eğitimi de içeren ayrıntılı yangın modellemesine ve simülasyonuna olanak tanır.
Bedrich BenesBilgisayar Bilimleri Profesörü, liderlik etti Hesaplamalı Tesisler Grubu yeniden ağaçlandırmaya ve bitkilerin işlevsel seviyelerinde dijital ikizlerini oluşturmaya odaklanıyor. Ortakları ve yüksek lisans öğrencileriyle birlikte çalışarak, büyük ölçekli orman yangınlarını kopyalamak için 3 boyutlu ağaç hacimsel dijital ikizleri kullanmayı planlıyor.
“Orman yangınları genellikle tek tek ağaçlar ölçeğinde simüle ediliyor ve ağaçların iç yapılarını yansıtmıyor. Benes, bunu bireysel dal ve yaprak seviyesine indirmek istiyoruz” diyor.
Michael JenkinsOrmancılık ve Doğal Kaynaklar Profesörü ve Jinha Jungİnşaat Mühendisliği Doçenti, Tennessee’deki Great Smoky Mountains Milli Parkı’ndaki orman yakıtı özelliklerini ölçmek için devam eden bir projeye sahiptir.
Jenkins, “Yangının yayılmasına nasıl yardımcı olabileceğini veya yardımcı olamayacağını görmek için yakıtın dikey ve yatay dağılımına bakmak için özellikle LiDAR ile bazı dijital ormancılık tekniklerini kullanmayı umuyoruz” dedi.
Veri toplama ve analiz etme ve dijital olarak elde edilen verilerin çözünürlüğünü iyileştirmenin yanı sıra, Smokies’de 10 yıl boyunca milli park ekolojisti olarak görev yapan Jenkins, “yere bakmalı ve bunun ekolojik olarak ne anlama geldiğini anlamalısınız” dedi. Milli Park Servisi. 2008 yılında Purdue fakültesi.
Jenkins, “Güney Appalachians’ta meydana gelen bazı yaprak dökmeyen çalılarla özellikle ilgileniyoruz ve bu çalıların yüksekliğini, örtüsünü ve potansiyel türlerini analiz ediyoruz” dedi. Bu çalılar, özellikle iklim değişikliğinin kuraklıkların görülme sıklığını ve şiddetini değiştirmesi nedeniyle, düşük yoğunluklu yüzey yangınlarını çok daha yoğun, hızlı hareket eden ve tehlikeli yangınlara dönüştürerek “merdiven yakıtları” görevi görebilir.
İnsanların doğal alanlara tecavüzü, sigorta ve evlerin ve ev sahiplerinin daha akıllı yangın yönetimiyle nasıl korunacağı konusunda soruları gündeme getiriyor. D 2016 Baca Üstü 2 Yangın Tennessee’de yaklaşık 50 kilometrekarelik bir alanın yanarak 14 kişinin ölümüne ve milyonlarca dolarlık hasara yol açması, nispeten büyük bir insan nüfusunun güney Appalachians’ın yabani-kentsel arayüzünde yaşadığında neler olabileceğini gösteriyor.
Çökme sırasında bir yangının bu kadar geniş alana yayılması ve bu kadar şiddetli yanması eşi benzeri görülmemiş bir olaydı. “Bu bir yaz kuraklığı değildi. Hareketsiz sezondaydı,” dedi Jenkins.
Bunlardan bir diğeri de kurumların işbirlikleridir. Daniel Aliağa Ve Aniket Beraİkisi de doçent Bilgisayar Bilimleri BölümüKentsel yangın analizinde dijital teknoloji uygulanacak.
Aliağa ve meslektaşları uydu verilerini kullanarak yakın zamanda 50 eyaletin tamamında nüfusu 100.000’in üzerinde olan 330 şehirdeki ağaçların ve binaların dijital envanterini tamamladılar. Aliağa’nın uzmanlığı; büyüme, trafik, atmosfer koşulları, aşırı hava koşulları (özellikle sıcaklık) ve su baskını gibi kentsel sorunlara yönelik çözümleri içermektedir.
“Yangın başlama ve yangının yayılma olasılığını azaltmak için hangi kentsel kanunlar, kentsel politikalar değiştirilmeli veya uygulanmalıdır?” diye sordu.
Pasif yaklaşımı tamamlamak için, bazı yangına daha yatkın alanlar aktif önlemler gerektirir. Kentsel yangın çalışmaları, itfaiye istasyonlarının ve yangın musluklarının nereye yerleştirileceği gibi basit görünen bazı soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.
Aligarh’ın ekibi bir çalışma yürüttü. 2018 Kamp Ateşi Kaliforniya’da. Araştırmacılar, arşivlenmiş uydu verilerini kullanarak, yangından önceki ve sonraki her ağacı kataloglayabildiklerini buldu.
Bera yapay zeka, bilgisayar grafikleri ve robotik alanlarında uzmanlaşmıştır. Kentsel yangınların davranışını izlemeye yardımcı olmak için dronları veya diğer robot teknolojilerini kullanmak istiyor.
Berra, kentsel yangınların orman yangınlarından daha az araştırıldığını belirtti. “Bu gerçek bir sorun, muhtemelen eskisinden daha fazla” dedi. “Bu araştırılıyor ancak dumanın, gazın veya yangının nasıl yayıldığı kadar değil.” İlgi alanları arasında yangınların nasıl insanların nefes alamayacağı boğucu bölgeler yaratabildiğini incelemek yer alıyor.
“Ateş bir sıvıdır. Bu yangın nasıl yayılıyor? Peki gaz nasıl yayılıyor? Bera, kentsel durumlar için daha iyi öngörü modelleri geliştirebilir miyiz?” diye sordu.
Fei, Purdue’nin bu kritik araştırmayı yürütmek için neden ideal bir yer olduğunu açıklıyor. “Purdue’de ‘büyük ölçekte mükemmellik’ dediğimiz bir şeye sahibiz; bu da kelimenin tam anlamıyla caddenin karşısına geçebileceğim ve dünya çapındaki kolej ve bölümlerdeki inanılmaz öğretim üyelerine erişebileceğim anlamına geliyor. Birlikte dijital ormancılığın neler başarabileceğine dair olasılıkları görüyor ve takip ediyoruz” dedi Fei.
Dijital Ormancılık Enstitüsü’nün nihai hedefi, gezegendeki her ağacın (taç, gövde ve yükseklik) yüksek hassasiyetle ölçülmesidir.
Fay, “‘Gezegendeki her ağacı ölçün’ sloganını bizi motive etmek ve aya atış hedefimiz olmak için kullanıyoruz” dedi. Küresel ormancılık envanterlerini sağlam bütçeleme uygulamalarıyla karşılaştırıyor.
Fay, “Varlıklarınızın niteliğini ve niceliğini biliyorsanız iyi bir yönetici olabilirsiniz” diyor.
Purdue Üniversitesi Hakkında
Purdue Üniversitesi, geniş ölçekte mükemmellik sergileyen bir kamu araştırma kurumudur. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki en iyi 10 devlet üniversitesi ve en iyi dört kolejden ikisi arasında yer alan Purdue, bilgiyi rakipsiz bir kalite ve ölçekte keşfeder ve yayar. Yaklaşık 50.000’i West Lafayette kampüsünde olmak üzere, Purdue’de çeşitli yöntem ve yerlerde 105.000’den fazla öğrenci eğitim görmektedir. Uygun fiyat ve erişilebilirliğe önem veren Purdue’nin ana kampüsü, öğrenim ücretlerini art arda 13 yıl boyunca dondurdu. Indianapolis’teki ilk kapsamlı kentsel kampüsü olan Mitchell E. Purdue’nin, aralarında Daniels, Junior School of Business, Purdue Computes ve OneHealth girişiminin de bulunduğu bir sonraki dev sıçramaya yönelik amansız arayışında ne kadar amansız olduğunu görün.