最近由平流层微型气球，在拉里默县亚历山大山大火上空拍摄的热图像，显示了总部位于丹佛的平流层气球公司 Urban Sky ，如何通过其气球系统使用遥感来拍摄该州 2024 年最大的野火。
该团队使用该公司的一个高度控制、零压力和完全可重复使用的气球，使用长波红外 （LWIR） 波段来捕捉拉夫兰以西野火的高分辨率图像。
Urban Sky 团队成员在获得足够的高度后发射气球以监测亚历山大山大火。图片由 Urban Sky 提供
气球上的传感器是长波红外相机，它可以从 50,000 到 70,000 英尺的高度穿透烟雾，并将火场内部和周围表面温度的数据传回给地勤人员。
具有讽刺意味的是，Urban Sky 已经为 8 月份的一个单独项目准备了几个系统，在亚历山大山大火开始之前进行火灾扫描。
“我们已经构建了几个传感系统，我们只需要用它们进行最终飞行测试，我们真的希望有机会在真正的火灾上获得一个（气球），并在火灾温度下对火灾进行校准，”Urban Sky 联合创始人兼首席技术官 Jared Leidich 说。
Urban Sky 的气球捕捉到了亚历山大山大火的长波红外 （LWIR） 视图。图片由 Urban Sky 提供
据 Leidich 称，亚历山大山大火使 Urban Sky 团队能够从野火中收集数据，并为团队提供信息，这些信息可以根据火灾的卫星数据（可能在 12-48 小时之间）进行验证。
“对于上周的这场火灾，我们没有与任何野火管理人员或消防员整合，这是一次研发飞行，”Urban Sky联合创始人兼首席执行官Andrew Antonio说。“我们不确定它（气球）是否会起作用或它如何工作，它非常成功，但不幸的是，这次消防社区没有利用这些数据。但我们现在对系统有一定程度的信心，它可以向前发展。
Urban Sky 的气球捕捉到了亚历山大山大火的长波红外 （LWIR） 视图。图片由 Urban Sky 提供
随着亚历山大山大火数据收集的成功，Urban Sky 现在有了有价值的数据可供构建。
根据 Antonio 的说法，他们最近所有工作的部分原因是 Urban Sky 最近获得了 NASA 的三年资助，用于改进野火监测系统，目标是将气球系统纳入一些空中消防活动。
“我们正在与 NASA 携手合作，将其整合到真正的消防活动中，以便对急救人员有用，”Antonio 说。
资料照片：2023 年 10 月 27 日星期五，Urban Sky 创始人安德鲁·安东尼奥（左）和联合创始人贾里德·莱迪奇在科罗拉多州丹佛市的公司总部和制造工厂合影。蒂莫西·赫斯特/丹佛公报
NASA 地球科学与技术办公室 （NASA Earth Sciences and Technology Office） 为野火的新监测和传感技术制定了几个项目，Urban Sky 参与了申请过程并取得了成功。
“我们申请了该项目并获胜，这让我们有机会加入 NASA FireSense 活动，”Leidich 说。“有几家不同的公司提供不同类型的技术，但我们正在使用系统来尝试感知野火并实时提供数据，以展示其能力。”
资料照片：联合创始人贾里德·莱迪奇 （Jared Leidich） 展示了该公司的微型气球的一个例子，该气球于 2023 年 10 月 27 日星期五在科罗拉多州丹佛市的 Urban Sky 被充气到平流层飞行时的水平。
气球应用的六个有价值的收获：
第一，气球可以以类似于卫星的扫描速率成像（非常广域扫描），但由于气球离地球更近（50,000 到 70,000 英尺），因此可以以更高的分辨率成像。 第二，气球移动缓慢的优势使气球能够长时间“停在”火上，收集数据并传输回地面进行近乎实时的分析。 第三，在火灾前阶段，Urban Sky 项目的一部分产品可以专注于植被健康，这可以确定可能看起来“绿色”的森林是否实际上处于可能或将要燃烧的状态。 第四，由于气球在野火上空飞行得足够高，因此它们不会干扰商业航空公司或低空飞行的野火飞机和地面消防员。 第五，气球可以携带多种类型的远程传感器设备，例如 RGB 成像器，它可以扫描火灾后的景观，并查看火灾痕迹，寻找可能的土地、泥石流和岩石滑坡、可能在道路上移动或进入下方社区的不稳定斜坡的迹象，以及树木是否站立。 第六，每个气球可以由一个人从皮卡车后部发射，大约需要 10 分钟，大约需要 1 小时能到达平飞高度。
Leidich 表示，他们的气球也被用于 2023 年新墨西哥州的一场野火，在这两场火灾中，每场火灾的蔓延都超出了预期。
随后，Urban Sky 从两场火灾中了解到，他们的数据是“全新的，比其他（卫星）数据更新得多”，这意味着火势的发展比公众在地图上看到的要严重，但也表明气球系统数据可以更有效地用于扑灭火灾的潜在蔓延，因为数据非常接近实时。
Urban Sky 是一家总部位于丹佛的初创公司，在遥感行业取得成功后，近年来已从一个车库发展成为一个仓库。该公司由 Jared Leidich 和 Andrew Antonio 共同创立，重复使用他们的氦气球，提高可持续性并限制碳排放。气球技术比其它飞行器都便宜，而且分辨率也比卫星图像高。
在亚历山大山大火中，该团队能够在火场上空发射两个气球，并在一定程度上控制地跟随风层，扫描火势，收集数据并安全着陆。
“我们能够飞越火场，让气球掉头，再次飞过火场，然后再次转动气球并离开那里，”莱迪奇说。
莱迪奇说，气球携带的传感器正在寻找地面上的温度变化。
“图像中的这个东西就是这个温度。当我们在火区时，如果你有一个相对准确的火势温度，你可以获得很多无法从视觉图像中获得的信息，“他说。“我们的仪器会说'是的，有火，而且很猛烈，很可能会蔓延'。”
下一步是什么？
Urban Sky 认为，在处理和扑灭野火时，需要高分辨率图像和大面积扫描。根据 Leidich 的说法，这将更多地出现在早期检测阶段，而不是映射阶段。
“因为在早期探测阶段你不知道火势在哪里，所以你试图查看是否起火，从功能上讲，这些区域对于有人驾驶的飞机来说太大了，”他说。“带有热传感器的飞机太贵了，无法一次扫描足够的区域，但卫星的分辨率太低了，只有 300 米的像素，你可以让 10 棵树着火，但热量不足以让卫星能够将其记录为火灾。”
Urban Sky 希望开发的下一代气球将能够在空中飞行数周到数月——一种“流动哨兵”气球——在整个野火季节寻找和监测西部森林和草原中火灾风险较高的区域。
“定期、例行地扫描整个西部，并对火灾开始的地方有很好的把握，这在经济上开始变得可行，”莱迪奇说。
