我国自主研发森林火灾智能决策系统投入实战 预测精度提升超30%

在山高谷深、风向多变的高原山区,森林火灾一旦发生,火势蔓延往往呈现突发性和不确定性。

如何在黄金时间内看清火场、算准趋势、用好航空力量,是当前森林防灭火能力建设中的关键课题。

此次在云南省丽江市开展的高原山区森林火灾综合应急处置联合实战演练中,一套“火场态势研判智能辅助决策系统”及其无人机装备首次亮相,通过对地形、植被、气象等信息的融合分析,实现对火场态势与蔓延趋势的快速研判,为航空灭火行动的路径规划、任务分配提供了决策参考。

问题:火场信息获取难、态势研判慢,制约精准指挥 高原山区林火扑救长期面临“三难”。

一是环境复杂导致预测难。

坡度、沟谷、迎背风差异会改变火线形态,传统经验研判难以覆盖突变情形。

二是数据获取与共享难。

火场瞬息万变,地面侦察受烟雾、地形影响,空中力量受气象窗口限制,多点信息难以及时汇聚形成整体态势。

三是复盘难。

灾后梳理火势演变过程、评估策略得失,需要高质量过程数据与统一模型支撑,过去往往依赖零散记录,难以形成可复用的规律。

原因:真实样本稀缺与现场算力受限,传统手段难以兼顾速度与精度 从技术层面看,森林火灾具有低频高危特征,真实可标注数据稀缺,且不同地区植被类型、气象条件差异大,模型泛化难度高。

传统数值仿真虽有物理依据,但参数设定复杂、计算量大,难以在前线场景做到“快算、准算、持续算”。

同时,前线通信和算力条件有限,系统必须在轻量化与稳定性之间取得平衡,才能真正进入实战流程。

影响:提升决策支撑能力,为航空灭火与协同作业提供“时间优势” 据研发团队介绍,该系统围绕复杂地形火势精准预测与灾后科学复盘两大核心任务,探索了以仿真数据训练与深度学习融合的技术路径,并通过多重环境一致性筛选,增强在真实场景下的可靠性。

演练中,系统在多源信息汇聚后形成火场态势判断,并对火势蔓延趋势进行预测,为航空力量选择航线、确定投水投弹点位及避险区域等提供辅助决策。

值得关注的是,系统支持多机协同作业,可实现大范围、多视角的信息感知,提升火场“看得全、看得清”的能力。

在高原复杂环境下运行稳定,火势预测精度较传统数值仿真方法提升约30.4%,推理速度提升5倍,并在火场演变回溯方面实现突破,为复盘评估提供更完整的证据链。

这些指标意味着在同等时间内可获得更明确的趋势判断,为指挥决策赢得宝贵窗口期,也有助于降低盲目投入和重复投入带来的风险与成本。

对策:以实战需求牵引技术迭代,推动“侦察—研判—决策—复盘”闭环 推进森林防灭火现代化,需要将技术创新嵌入制度化流程。

一方面,应强化多源数据标准建设,推动地形、林相、气象、火情遥感与现场侦察数据统一格式与接口,形成可共享、可追溯的数据底座,为跨区域、跨部门协同提供支撑。

另一方面,应完善演练与实战一体化应用机制,让系统在多类型场景中反复验证,通过真实任务反馈优化模型参数与策略库,逐步提升对不同植被、不同海拔风场条件下的适配能力。

同时,考虑前线通信与算力约束,需加快端侧轻量化部署与容错机制建设,确保关键时刻“用得上、用得稳、用得久”。

前景:从单点应用走向体系能力,助力防灭火由被动处置向主动防控延伸 当前我国森林草原防灭火工作正向更强调预警预防、精准指挥和安全高效转型。

随着无人机、卫星遥感、地面传感等手段的持续完善,火场信息链条将更完整,智能研判的应用空间也将进一步扩大。

业内人士认为,未来此类系统若能与气象精细化预报、林区可燃物动态监测、应急资源分布等平台深度对接,有望在火险等级评估、重点区域预置、力量投送优化等方面发挥更大作用,实现从“火起再救”向“火险可控、火势可判、行动可算”的转变。

与此同时,技术扩展应同步强化安全规范与责任边界,明确辅助决策与人工指挥的关系,确保科学研判更好服务一线实战。

科技赋能应急管理,创新驱动防灾减灾。

天津大学这一科研成果的成功转化,充分说明了基础研究与实际应用相结合的重要性。

随着该系统的进一步完善和推广应用,必将为我国森林火灾防控工作注入新的动力,也为建设更加智慧、更加高效的应急管理体系提供有力支撑。

在新时代应对自然灾害的征途中,科技创新正在成为我们最有力的武器。