无人机搭载的传感器可探测火情并监测温室气体排放

为验证无人机收集温室气体数据的可行性，研究人员在圣保罗大学圣卡洛斯校区周边开展了测试。图片来源：安东尼奥・多德

巴西圣保罗州内陆城市圣卡洛斯的森林防火机构，即将获得 “空中助力”—— 通过无人机更快发现火情，并在火势失控前进行扑救。

圣保罗大学圣卡洛斯工程学院（EESC-USP）的研究团队正在开发搭载气体传感器与人工智能系统的无人机，用于森林火灾探测。

该项目于 6 月 11 日（周三）在法国南部奥克西塔尼大区首府图卢兹举办的 “圣保罗研究基金会图卢兹周” 航空分会场发布。该活动从 6 月 10 日（周二）持续至 6 月 12 日（周四）。

“我们已与民防部门、市政府和圣卡洛斯环境局合作，并提交了方案，计划评估用研发的无人机识别市内火点，” 项目协调人、圣卡洛斯工程学院教授格劳科・奥古斯托・德 Paula 考林向圣保罗研究基金会通讯社表示。

这些无人机配备了研究人员开发的小型低成本传感器，可选择性探测并持续测量机身内部气流中的二氧化碳、甲烷等大气浓度，同时采集温度、湿度等参数。

“我们做了多项调整，将特定气体传感器集成在一起，就像电子鼻一样协同工作，” 考林比喻道。

传感器收集气体浓度数据后，由人工智能系统分析排放源。这使无人机在飞行时能探测到火灾环境中释放的二氧化碳和甲烷等痕量气体。

“例如，无人机探测森林火灾的速度比卫星快得多，能让当局更快响应并控制火势，” 考林解释说。

温室气体排放监测

研究人员近年评估了无人机用于温室气体监测的可行性。

测试结果显示，无人机比卫星、研究飞机和观测塔等现有方法更高效且成本更低。“无人机可成为这些方法的替代方案，” 考林说。

他对比了用研究飞机单次飞行采集数据与用无人机多次飞行的过程：无人机还能比卫星更精准地定位数据采集的目标区域 —— 比如卫星每两天才会掠过并追踪某个区域一次。

考林指出，相比现有方法，无人机的另一优势是可灵活调整数据采集高度。

“用无人机收集温室气体数据，不再是获取地表二氧化碳或甲烷的平均值，而是能得到特定区域这些气体的体积分布，” 他说，“如今即便最先进的卫星也无法获取这种体积信息。有了无人机，温室气体数据采集不再是区域表面图，而是体积信息。”

据他介绍，尽管市售无人机性能优异，但续航时间仅 15 分钟到半小时，因此暂不适用于森林等大面积区域的巡护。

团队计划通过空气动力学研究项目提升设备效率，使其能延长飞行时间并覆盖更大范围。

为验证无人机收集温室气体数据的有效性，研究人员在圣卡洛斯的圣保罗大学校区周边开展了测试 —— 该区域位于大西洋雨林与塞拉多（类似巴西稀树草原的生态区）的过渡带。

“未来配备更适配的设备后，我们计划在亚马逊地区执行任务，” 考林说。

更多信息：关于圣保罗研究基金会法国周的详情，可访问：fapesp.br/week/2025/france。

来源：圣保罗研究基金会

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