福大李建微研究員團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外高校聯(lián)合攻關(guān)，首次將計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用于森林或草原火災(zāi)的撲救——
用AI精準(zhǔn)提取火場(chǎng)“生命線”
近日，福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院李建微研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合東北林業(yè)大學(xué)、英國(guó)阿爾斯特大學(xué)，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和人工智能技術(shù)，提出了一種基于“無(wú)人機(jī)視角下可見(jiàn)光圖像野火焰區(qū)智能分割及火線解譯”的新方法，即通過(guò)無(wú)人機(jī)從空中采集火場(chǎng)的可見(jiàn)光圖像，結(jié)合改進(jìn)的深度學(xué)習(xí)模型，對(duì)火場(chǎng)中的火焰區(qū)域進(jìn)行智能分割，并準(zhǔn)確解析火線。
該成果得到了“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金以及中國(guó)博士后科學(xué)基金的支持。目前，相關(guān)研究成果已在攝影測(cè)量與遙感領(lǐng)域的國(guó)際頂級(jí)期刊《ISPRS攝影測(cè)量和遙感雜志》上發(fā)表。
火線信息被視為火場(chǎng)的“生命體征”，掌握精準(zhǔn)的火線位置和動(dòng)態(tài)變化，可以幫助撲火人員快速制定應(yīng)對(duì)策略，進(jìn)行精準(zhǔn)撲救，從而最大限度地減少火災(zāi)造成的損失。
“這一突破歸功于團(tuán)隊(duì)首次將計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用于森林火災(zāi)撲救中。”據(jù)李建微介紹，傳統(tǒng)方法在火場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境下容易受到干擾，而改進(jìn)后的人工智能模型通過(guò)融入結(jié)合通道和空間注意力機(jī)制的模塊，使模型像擁有了“火場(chǎng)專屬眼睛”——既能聚焦火焰最顯著的特征，又能清晰感知火焰的位置和形狀，從而提升了模型對(duì)野火特征的識(shí)別能力和精度。
在技術(shù)驗(yàn)證上，通過(guò)在哈爾濱帽兒山實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)的點(diǎn)燒實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)對(duì)真實(shí)火場(chǎng)圖像序列進(jìn)行了火線追蹤與解析，成功證明了模型在復(fù)雜火場(chǎng)環(huán)境中的表現(xiàn)力。同時(shí)，在澳大利亞新南威爾士州的兩場(chǎng)公開實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，該方法的穩(wěn)定性也得到了進(jìn)一步驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，新方法的檢測(cè)和分割精度分別比現(xiàn)有技術(shù)有顯著提升，并實(shí)現(xiàn)了火線的實(shí)時(shí)自動(dòng)提取。
該項(xiàng)研究成果的應(yīng)用前景較為廣闊。李建微介紹說(shuō)，首先，它可以為火災(zāi)應(yīng)急監(jiān)測(cè)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持，幫助指揮中心迅速制定撲救策略。其次，動(dòng)態(tài)火線數(shù)據(jù)還能用于優(yōu)化林火蔓延模型，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。此外，該技術(shù)還可應(yīng)用于火場(chǎng)數(shù)字孿生的構(gòu)建，為火災(zāi)研究和虛擬訓(xùn)練提供可靠的基礎(chǔ)。這一成果不僅填補(bǔ)了可見(jiàn)光圖像下火場(chǎng)火線自動(dòng)提取的技術(shù)空白，還為全球森林火災(zāi)防控提供了一種高效、精準(zhǔn)的解決方案，為生態(tài)保護(hù)和災(zāi)害管理開辟了新方向。 （來(lái)源：福建日?qǐng)?bào) 記者 何祖謀）
