翠屏智卫：用科技编织“森林数字防护网”，跨区域实践为2.31亿公顷绿野筑牢未来防火墙

当森林防火从“人海战术”迈入“算法时代”,一场以科技为名的生态保卫战正在华夏大地悄然打响。重庆城市科技学院翠屏智卫项目团队以“AI+生态”为双轮驱动,历时三年跨越江苏、安徽、重庆三大典型林区,构建起覆盖全域、贯通全周期的智慧消防体系。从长江三角洲的丘陵密林到西南山地的原始丛林,他们用算法穿透迷雾,用数据重构防线,让2.31亿公顷森林在数字技术的庇护下,真正实现“火情未燃先知、灾后生态可溯”。

传统森林防火体系长期依赖“瞭望塔+望远镜”的粗放模式,暴露出效率与精准度的双重短板:人工巡护日均覆盖不足10平方公里,瞭望塔监测盲区超七成林区,火情从萌芽到发现平均耗时近3小时,复杂地形中延误更达4小时以上。在安徽大别山某林区,2022年春季因瞭望塔盲区导致一起山火从零星火星蔓延至30公顷,扑救成本超800万元;而在江苏茅山丘陵地带,2021年因人工巡护漏报引发的林火,更让当地生态修复周期延长至5年。

翠屏智卫团队在巴南林区进行实地调研

翠屏智卫项目团队以问题为导向,深入国家森林消防一线开展跨区域调研:在江苏茅山丘陵,他们记录下松树油性植被在高温季的燃爆临界值;在安徽大别山腹地,他们采集了不同海拔、坡度下的风速风向数据;在重庆缙云山,他们标记出易燃物堆积的沟壑与断崖。基于超200万组实地数据,团队构建起“技术融合+生态共生”的创新范式,将视频监控、遥感卫星、无人机编队、地面传感器等七大技术体系整合为“天空地人”四位一体监测网络,在重庆缙云山、四川大凉山、江苏茅山、安徽天堂寨等试点区域实现突破性应用。

该体系通过多源异构数据融合技术,将气象、植被、地形、历史火情等20余类数据编织成动态风险热力图。在2023年夏季极端高温期间,AI算法通过分析江苏茅山近十年火情数据与实时温湿度,提前72小时锁定23处高风险区域,预警准确率达92%;搭载红外热成像的无人机编队在安徽大别山实现50公里半径内火情“秒级识别”,误差半径小于50米,成功扑灭两起由雷击引发的初期火情;云端平台同步联动森林消防队伍与无人机灭火模块,自动规划最优扑救路线,在安徽2024年秋季实战中,将响应时间压缩至8分钟内,较传统模式提速67%,避免直接经济损失超2000万元。

翠屏智卫团队在实验室进行硬软件设备调试

更值得关注的是,翠屏智卫将“生态修复”纳入体系闭环。在灾后阶段,系统通过卫星遥感与地面传感器协同分析,评估植被恢复进度与土壤侵蚀风险:2023年四川大凉山火灾后,团队利用高光谱遥感数据监测到受灾区域氮磷元素流失量,指导当地采用菌根真菌接种技术加速生态修复;在江苏茅山,地面传感器网络实时反馈的土壤湿度数据,为人工补种提供了精准的墒情依据。项目负责人表示:“我们不仅要守护森林的‘现在’,更要通过数据沉淀与算法迭代,为下一代森林消防技术提供‘未来答案’。”

为验证技术普适性,团队在江苏、安徽、重庆三地构建了差异化场景模型:在江苏丘陵地带,针对竹林易燃特性开发了“林火蔓延模拟器”,可预测火势在特定风速下的蔓延路径;在安徽山地林区,研发了“无人机地形自适应悬停算法”,使设备在70度陡坡上仍能稳定作业;在重庆喀斯特地貌区,则突破了地下溶洞对传感器信号的干扰难题。目前,该体系已获国家专利12项,包含“多光谱火情识别方法”“森林消防无人机集群调度系统”等核心技术,并与国家林草局达成推广合作。

翠屏智卫团队在巴南林区进行实地调研

根据规划,未来三年翠屏智卫将分三阶段推进:2024年完成西南、华南10个重点林区的监测网络部署,2025年实现全国13个省级林草部门数据互通,2026年建成覆盖全国的森林消防数字孪生平台。团队正与中科院空天院合作开发“森林碳汇动态评估模型”,试图将防火体系与碳中和战略深度耦合。正如项目首席科学家所言:“当每一棵树的生命周期都被数字化标记,我们守护的不仅是绿水青山,更是人类与自然对话的底层协议。”

从长江之畔到云贵高原,从丘陵密林到高山草甸,翠屏智卫的“数字触角”正悄然生长。这场由算法驱动的生态革命,不仅为2.31亿公顷森林织就了智能防护网,更在人类与自然的博弈中,写下了一份科技向善的中国方案。

项目成员:徐少琦、胥富瀚、传顺顺、黄章耀、黄继荣、张惠妹、余春梅、杜秋渝、王雨生、左沁灵、关茹意、吴正鑫