浅谈雷达与其火灾探测功能

到电子科技大学格拉斯哥学院 17级魏赵彤同组同学刘奕昕

摘要：用于制造天气雷达的技术为研究开辟了新的机会，使研究不一定仅用于日常雨的观测，探测小信号也成为可能。气象雷达对烟雾的探测是有效的。

关键词：气象雷达火灾烟雾

到大二下学期，我们已经开过三次新生研讨课了。每一次的课程都是为同学们打开了一扇新的大门，有关我们专业的大量知识与其丰富用途尽数展现在我们面前。当老师谈到雷达及图像处理领域，我突然觉得这是一项高端科技却与我们生活息息相关，值得很好的探究学习。

雷达是一种我们周围都在使用的东西，尽管它通常是看不见的。空中交通管制系统使用雷达跟踪地面和空中的飞机，并引导飞机平稳降落。警察用雷达探测过往司机的速度。美国国家航空航天局使用雷达绘制地球和其他行星的地图，跟踪卫星和太空碎片，帮助对接和操纵等工作。军队用它来探测敌人和引导武器。

气象学家使用雷达追踪风暴、飓风和龙卷风。你甚至可以在许多杂货店当门自动打开的时候看到一种雷达! 显然，雷达是一项非常有用的技术。

当人们使用雷达时，他们通常试图完成三件事之一:

探测远处物体的存在——通常是“某物”在移动，比如飞机，但雷达也可以用来探测埋藏在地下的静止物体。在某些情况下，雷达也能识别物体;例如，它可以识别探测到的飞机类型。

测物体的速度——这就是警察使用雷达的原因。

绘制地图——航天飞机和轨道卫星使用合成孔径雷达绘制行星和卫星表面的详细地形图。

所有这三个活动都可以通过两件你在日常生活中可能熟悉的事情来完成:回声和多普勒频移。这两个概念在声音领域很容易理解，因为你的耳朵每天都能听到回声和多普勒频移。雷达利用无线电波使用同样的技术。

但我想与大家聊聊它防治探测火灾的能力。

森林火灾防治效率的高低直接关系到森林火灾探测定位的快速性，极大地降低了森林火灾的潜在危害。目前用于制造天气雷达的技术为研究开辟了新的机会，使研究不一定仅用于日常雨的观测，探测小信号也成为可能。研究者曾做过一个实验，研究的目的是利用气象雷达的能力，配置用于执行高灵敏度任务，监测和探测“非气象目标”，即例如，甘蔗燃烧产生的烟雾，以及类似的森林火灾产生的烟雾。为此他们建立了一个实验模型，并将其应用于位于巴西圣保罗州中部地区的IPMet/UNESP气象研究所的s波段天气雷达。在第一个实验中，所有监测到的甘蔗燃烧情况都被雷达有效检测到，延迟2 - 9分钟，平均延迟4.67分钟，大大减少了响应时间15分钟，被认为是传统检测系统的最佳响应时间。在第二个实验中，气象雷达在火灾危险等级指数处于中、高水平时对森林区域进行监测，气象雷达对观测塔观测到的相同事件进行监测。本研究采用的方法可以为森林火灾扑救决策提供有意义的信息。

结果表明，气象雷达对烟雾的探测是有效的。因此，天气雷达系统可以在没有雨回波的情况下用于监测农业燃烧和探测森林火灾。

第一个试验中，宝路s波段多普勒天气雷达成功探测到12块甘蔗田被烧毁。在第二次试验期间，造林地区的观察塔查明的两个事件也由雷达监测和探测。在此基础上，气象雷达可以作为探测未授权燃烧和森林火灾的重要辅助工具，为监测、探测和扑灭森林火灾的决策提供了重要的信息价值。例如x波段雷达，由于其自身的技术特点，加上时间分辨率的提高，将更适合较小的目标和烟雾，可能是更好的替代火警探测和更短的响应时间。

由此我看出，雷达的用途可谓是多元多彩，只要运用得当便可提高科技、造福后代。我身为学习通信专业的一员感到很光荣，并且借粗浅了解雷达用途发现了此学科的魅力与诸多挑战。在日后的学习生活中，我一定会多加关注此类研究报道，并找机会学习甚至研究相关领域。

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