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O Instituto Purdue de Silvicultura Do dedo convoca colaboradores de toda a universidade para atingir esta meta
WEST LAFAYETTE, Indiana — O National Interagency Fire Center relata que, até o momento em que nascente texto foi escrito, 19.444 incêndios queimaram 2.161.787 acres somente nos Estados Unidos. Administradores de terras e governos estão travando uma guerra de cimo risco contra o aumento de incêndios florestais que dura décadas. A tecnologia pode desempenhar um papel crítico na extinção dessa prenúncio, de contrato com pesquisadores do Institute for Do dedo Forestry da Purdue University.
“Com a tecnologia do dedo, meus colegas e eu podemos estudar cada árvore, da raiz à despensa. Conduzimos mapeamento de campo de riscos de incêndios florestais em uma graduação que fornece informações críticas e acionáveis”, disse o diretor do instituto Songlin Fei, que também ocupa a cadeira do reitor em Sensoriamento Remoto.
Usando a silvicultura do dedo, os pesquisadores podem identificar as áreas de maior risco que afetam grandes populações e infraestrutura valiosa. Os esforços da Purdue incluem o desenvolvimento de tecnologia inovadora de sensoriamento remoto, de drone a satélite, para instaurar a verosimilhança e a magnitude de incêndios florestais em um determinado lugar.
Ayman Habib, professor Dr. Thomas A. Page em Engenharia Social, lidera uma equipe que integrou tecnologias de detecção de média altitude, quase proximal e próxima a bordo de aeronaves tripuladas, veículos aéreos não tripulados e até mesmo mochilas vestíveis para compra de imagens RGB/térmicas e nuvens de pontos LiDAR (detecção e alcance de luz) em florestas.
“Também estamos trabalhando no desenvolvimento de estratégias de estudo de dados para modelar o solo da floresta, juntamente com a detecção de detritos lenhosos e a descrição da categoria subjacente de espécies jovens e baixas de árvores, arbustos e vegetação de talo tenro”, disse Habib.
O professor de aviação e astronáutica James Garrison e sua equipe lançaram recentemente um satélite chamado SNOOPI (SigNals Of Opportunity: P-band Investigation) da Estação Espacial Internacional para uma missão de prova de noção. O SNOOPI é a primeira mostra no espaço para estimar se transmissões de satélite poderosas podem ser reutilizadas porquê fontes de iluminação de satélites de informação não cooperativos para sensoriamento remoto da Terreno.
“A quantidade de biomassa supra da superfície e a chuva contida na vegetação são teoricamente mensuráveis a partir das observações do SNOOPI”, disse Garrison, cuja equipe em Purdue e no Laboratório de Propulsão a Jato e no Goddard Space Flight Center da NASA construiu o SNOOPI. “Essas variáveis, junto com a umidade do solo, são críticas para prever o risco de incêndios florestais.”
O instituto formou parcerias ao volta do mundo para conduzir pesquisas, aumentar a conscientização sobre as capacidades da silvicultura do dedo, compartilhar expertise e operar um portfólio multimilionário de programas em colaboração com várias organizações públicas, privadas, acadêmicas e sem fins lucrativos. Um projeto, por exemplo, ajuda proprietários de terras e partes interessadas a adequar melhor suas florestas às condições econômicas e climáticas cada vez mais complicadas no leste dos EUA. Outro projeto, que abrangerá mais de 20 estados, auxilia proprietários de florestas familiares a desenvolver práticas de gestão de commodities com foco no clima.
A agenda lotada da equipe de silvicultura do dedo inclui o desenvolvimento de métodos mais precisos para medir e monitorar o carbono para mitigar as mudanças climáticas. Para aumentar o manejo florestal sustentável, os mapas digitais da equipe também melhoram a logística que leva a uma melhor compreensão da qualidade e quantidade da madeira, o que aumenta a lucratividade, explicou Fei.
Pesquisadores do instituto estão criando “gêmeos digitais” — cópias digitais de florestas — para obter insights críticos sobre sua ecologia. Esses gêmeos digitais permitem modelagem e simulação detalhadas de incêndios, juntamente com ensino e divulgação pública visualmente envolventes.
Bedrich Benes, professor de ciência da computação, lidera o grupo de vegetação computacional que se concentra na reconstrução florestal e na construção de gêmeos digitais de vegetação em seu nível funcional. Trabalhando com seus colaboradores e alunos de pós-graduação, ele planeja usar os gêmeos digitais volumétricos de árvores 3D para replicar incêndios florestais em larga graduação.
“Incêndios florestais são frequentemente simulados na graduação de árvores individuais, e isso não conquista sua estrutura interna. Queremos trazê-lo ao nível de galhos e folhas individuais”, disse Benes.
Michael Jenkins, professor de silvicultura e recursos naturais, e Jinha Jung, professora associada de engenharia social, têm um projeto em curso para quantificar as características do combustível florestal no Parque Pátrio das Grandes Montanhas Fumegantes, no Tennessee.
“Esperamos usar algumas das técnicas florestais digitais que foram desenvolvidas, principalmente com LiDAR, para observar a distribuição vertical e nivelado de combustíveis para ver porquê isso pode ou não ajudar na propagação do queimada”, disse Jenkins.
Além de coletar e indagar dados e melhorar a solução de dados derivados digitalmente, “você tem que olhar para o terreno e entender o que isso significa ecologicamente”, disse Jenkins, que passou 10 anos porquê ecologista de parque vernáculo nas Smoky Mountains antes de ingressar no corpo docente da Purdue em 2008.
“Estamos particularmente interessados em alguns arbustos perenes que ocorrem no sul dos Apalaches e em indagar a profundidade, a cobertura e potencialmente as espécies desses arbustos”, disse Jenkins. Esses arbustos podem servir porquê “combustível de escada”, transformando um incêndio de superfície de baixa intensidade em alguma coisa muito mais intenso, rápido e perigoso, principalmente com as mudanças climáticas alterando a ocorrência e a intensidade das secas.
A invasão humana em áreas naturais levanta questões sobre seguros e porquê proteger casas e proprietários de imóveis com um gerenciamento de incêndio mais astuto. O incêndio Chimney Tops 2 de 2016 que queimou quase 18 milhas quadradas no Tennessee, resultando em 14 mortes e milhões de dólares em danos, demonstrou o que pode intercorrer quando uma população humana relativamente grande reside na interface urbana selvagem dos Apalaches do sul.
Que um incêndio pudesse se espalhar tão amplamente e queimar com tanta intensidade durante o outono era alguma coisa sem precedentes. “Não foi uma ocorrência de seca de verão. Foi durante a estação dormente”, disse Jenkins.
Mais uma colaboração do instituto entre Daniel Aliaga e Aniket Beraambos professores associados do Departamento de Ciência da Computação aplicarão tecnologias digitais à estudo de incêndios urbanos.
Usando dados de satélite, Aliaga e seus associados concluíram recentemente um inventário do dedo de árvores e edifícios em 330 cidades com populações maiores que 100.000 em todos os 50 estados. A expertise de Aliaga inclui o desenvolvimento de soluções para problemas urbanos porquê desenvolvimento, trânsito, condições atmosféricas, clima extremo — principalmente calor — e inundações.
“Quais são os códigos urbanos, as políticas urbanas que devemos mudar ou implementar para reduzir a verosimilhança de início e transmissão de incêndios?” Aliaga perguntou.
Para complementar métodos passivos, algumas áreas mais propensas a incêndios podem exigir precauções ativas. Estudos de incêndios urbanos podem ajudar a responder algumas perguntas aparentemente simples, porquê onde colocar estações de bombeiros e hidrantes.
A equipe de Aliaga conduziu um estudo decorrente do Camp Fire de 2018 na Califórnia. Os pesquisadores descobriram que, usando dados de satélite arquivados, eles podem inventariar cada árvore antes e depois de um incêndio.
Bera é perito em lucidez sintético, computação gráfica e robótica. Ele aspira usar drones ou outras tecnologias de robótica para ajudar a rastrear o comportamento de incêndios urbanos.
Incêndios urbanos são menos estudados do que incêndios florestais, observou Bera. “Leste é um problema genuíno, talvez mais agora do que antes”, disse ele. “Ele é estudado, mas não no proporção de porquê plumas ou gases ou o próprio queimada se espalham.” Seu interesse inclui estudar porquê os incêndios podem fabricar pontos de estrangulamento onde as pessoas não conseguem respirar.
“O queimada é um tipo de fluido. Porquê esses incêndios se espalham? E porquê os gases se espalham? Podemos edificar melhores modelos preditivos em situações urbanas?” perguntou Bera.
Fei explica por que Purdue é um lugar ideal para conduzir essa pesquisa sátira. “Na Purdue, chamamos o que temos de ‘superioridade em graduação’, o que significa que posso literalmente galgar a rua e ter entrada a professores incríveis em faculdades e departamentos de classificação mundial. Juntos, vemos e buscamos as possibilidades do que a silvicultura do dedo pode perceber”, disse Fei.
O objetivo final do Instituto de Silvicultura Do dedo é medir todas as árvores do planeta — a despensa, o talo e a profundidade — com subida precisão.
“Usamos o slogan ‘medindo cada árvore do planeta’ para nos inspirar, para ser nossa meta de moon-shot”, disse Fei. Ele compara o inventário florestal global a práticas orçamentárias sólidas.
“Se você conhece a qualidade e a quantidade de seus recursos, você pode ser um gerente melhor”, disse Fei.
Sobre a Universidade Purdue
A Purdue University é uma instituição pública de pesquisa que demonstra superioridade em graduação. Classificada entre as 10 melhores universidades públicas e com duas faculdades entre as quatro melhores dos Estados Unidos, a Purdue descobre e dissemina conhecimento com qualidade e em uma graduação inigualáveis. Mais de 105.000 alunos estudam na Purdue em todas as modalidades e locais, incluindo quase 50.000 pessoalmente no campus de West Lafayette. Comprometida com a acessibilidade e o preço atingível, o campus principal da Purdue congelou as mensalidades por 13 anos consecutivos. Veja porquê a Purdue nunca para na procura persistente pelo próximo salto gigante — incluindo seu primeiro campus urbano abrangente em Indianápolis, a Mitchell E. Daniels, Jr. School of Business, a Purdue Computes e a iniciativa One Health — em https://www.purdue.edu/president/strategic-initiatives.
Escritoras: Maureen Manier e Steve Koppes
Contato com a mídia: Maureen Manier, mmanier@purdue.edu
Manancial: Songlin Fei, sfei@purdue.edu
Comunicações Agrícolas: 765-494-8415;
Maureen Manier, Dirigente de Departamento, mmanier@purdue.edu
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