綜合模型使用機載激光雷達資料以北極的精度預測步行時間

你是一位致力於民主野火的大師。著火焰，你看了看手錶，希望它們是對的。

消防員大多依靠一生的經驗和地面情報來疏散路線，很少有數字地圖或航空數據的支援。

然而，在陡峭的道路上跑步可能比在隔壁的巨石場中行駛或在齊胸高的茂密叢中許多穿行要快。名能夠綜合地圖建構各個面向的工具來估計旅行時間。

在一項新的研究中，猶他大學的研究人員介紹了不同環境中的行駛速度模擬STRIDE（STRIDE），這是第一個模型，除了坡度之外，還結合了地面粗糙度和植被密度，以內部的精確度預測步行旅行時間。

「員安全的基本問題之一是機動性。如果我在樹林中間需要離開這裡，最好的方法是什麼？消防需要多長時間？」該研究的作者、美國大學環境、社會和永續發展學院（ESS）研究助理教授Mickey Campbell 說。

作者分析了機載光探測和測距（LiDAR）數據並進行了現場試驗，以開發出一個非常簡單、準確的方程，該方程可以識別各種環境中任意兩個位置之間的最有效路線，從鋪砌的城市環境到越野環境，森林景觀。

他們發現，STRIDE總是選擇模擬人們邏輯上會尋找的路徑的路線，即優先選擇路徑、小和阻力最小的路徑。路徑的行進時間。

坎貝爾說：「如果消防員在火勢擴散之前到達安全地帶，後果可能是的，正如2013年亞內爾山火災等悲劇所發生的那樣。」「STRIDE不僅有潛力改善消防員疏散，還能讓我們更了解從國防到考古、災難應變和戶外休閒規劃等各個學科的行人流動性。

該研究於2024年9月13日發表在期刊上 報告科學。

WordPress 地面旅行的機載估計

STRIDE 是第一個使用機載LiDAR 資料來評估嚴重二阻越野旅行的嚴重度的充分重視的成分（植被密度、地表粗糙度以及陡度）的綜合模型。從空中景觀結構圖。

配備激光雷達的飛機配備的感測器可以向各個方向發射數百萬個激光脈衝，這些脈衝會反射回來並均勻出地面結構的詳細地圖。磁場和磁場樹冠上反射回來，以厘米級精度當前當前位置和植被的三維地圖。

作者將 STRIDE 性能與從三個現場實驗中收集的行進速率進行了比較，在這些實驗中，志願者沿著 100 米的橫斷面步行穿過現有 LiDAR 數據的區域。

ESS 兼教授主任、合著者Philip Dennison 表示：「從不同志願者那裡獲取出行時間，使我們能夠考慮到一系列人類表現，這樣我們就可以對各種環境中的出行率做出最準確的預測。 」

第一次現場試驗於2016年9月進行。

「十年前，當我們第一次開始研究荒地消防員的機動性時，有很多人研究火災如何在這片土地上分散，但很少有人研究消防員如何在這片土地上移動的問題， 」坎貝爾說。ESS丹尼森實驗室的一位博士生。「只有將這兩個訊息結合起來，我們才能真正了解如何提高消防員的安全。

該研究於2017年發表，是首次嘗試利用光達無人荒地消防員的逃生路線。的試驗未開發、極端路徑的景觀條件，包括幾乎無法通行的陡坡和極度茂密的植被。

最終實驗於2024年1月在鹽湖城進行，以在城市環境中測試STRIDE模型。

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該研究將STRIDE與僅基質模型進行比較，以在猶他州瓦薩奇山脈阿爾塔滑雪山區週邊的山脈中產生最有效的路線或成本最低的路線。在研究使用成本最低的路徑模型來模擬人類運動。

作者想像這樣一個場景：緊急救援人員計劃營救一名受傷的徒步旅行者。

STRIDE選擇滑雪場周圍已建成的道路，沿著小徑，有時甚至沿著主要滑雪坡，樹木森林或茂密的植被。對於地面上的人來說最思考的路線的想法。

「真正酷的是，我們沒有向演算法提供任何現有的交通網絡的知識。它只知道走道路，因為它們更獨立，沒有植被，而且往往不太陡峭，」坎貝爾說。

相較之下，僅填料模型幾乎沒有重疊的路徑，很少考慮道路或小徑。

作者相信 STRIDE 現場現實世界產生即時的影響——他們將 STRIDE 模型公開，使任何擁有 LiDAR 數據和進取心的人都可以使他們的工作或娛樂更加高效，並具有更高的安全裕度。

「如果你不考慮植被覆蓋和地表物質，你就會大大低估你的總旅行時間。美國林務局一直非常支持這項旅行率研究，因為他們認識到了解消防員的內在價值流動性，」坎貝爾說。

“這就是我喜歡這項工作的原因。它是一項學術練習，並且對消防員和許多其他領域的專業人士產生真正、切實的影響。”

作者最近使用基於坡度的出行速度模型來更新美國林務局地面疏散時間 (GET) 樓層，該樓層允許荒地消防員估計從美國鄰近的位置到最近的醫療機構的出行時間 Campbell 希望使用 STRIDE 改進 GET ，從而更準確地估計疏散時間。