7月以来,我国多地遭受暴雨袭击,先是中国南方长江流域湖南、湖北、安徽、河南等十余省份遭受洪涝灾害。其中湖北武汉遭受洪水重创,全城百余处被淹,城市交通几经瘫痪,与洪灾抗争的武汉牵动着万千国人的心; 7月中旬之后,暴雨势头不仅不见减弱,范围还扩至中国北方,包括东北、华北、黄淮地区北方多个省市遭受强降雨,引发特大洪水。其中仅河北省因洪灾受灾人口就达904万人。
作为一名工业级无人机行业从业者,在关注这场自然灾害的同时也在急切地思考我们的无人机是否可以为这类应急救灾做些什么?
2016洪灾中的武汉航拍(图片源自网络)
河北邢台降雨致水库漫坝溢流,河道正在行洪。(图片源自网络)
我们已经熟悉使用无人机航拍可以对灾情进行报道,但面对洪灾无人机只能做做航拍吗?显然,工业级无人机的作用不只如此。 实际上,我们可以从国外的应用案例了解到,工业级无人机在应急救灾、灾后重建方面能够发挥很大的作用。
当遭受自然灾害,应急救援组织首先需要的是精确的数据,而且数据提供必须迅速。通过对受灾区域进行航测,无人机可以让救援人员迅速总览受灾区的受损情况,并协助他们预测灾区需求——无人机航测不仅方便迅速,而且不会对正在进行的救援工作造成干扰。
例如, 配备了静态相机/摄像头的旋翼无人机通常可以将影像给实时传输给地面站。救援组织使用这样的无人机就可越过倒塌在行进路上的树木、或滑坡的山体了解到被阻隔的灾区情况。
在受灾现场,人们还可以使用固定翼航测无人机从空中获取影像,创建最新的正射影像图,协助救援人员快速评估受灾情况,并决定优先向哪里分配救援资源。另外,如果在救援组织之间共享这个数据,那么所有的救援人员就可以按照同样精确的地理信息来进行救援工作,提高救援效率,并提高工作协同性。
航测无人机可以提供的数据——不仅仅是正射影像图,还包括3D数字地面模型,点云等——相关组织可以将这些数据用于水文分析来防止今后的洪灾再次发生,规划灾后重建工作,勘察并优化交通路线,设计排水网络,监控重建进程等等。
现在,我们来看使用senseFly公司eBee——专业绘图无人机对欧洲最大煤矿进行洪灾应急处理的真实案例。
2014年5月,塞尔维亚遭遇了大规模的洪灾。几条河流相继决堤,淹没了好几个大城市。其中,Kolubara河流还淹没了Kolubara矿,此矿是一个9平方公里的褐煤矿,属于Kolubara全部矿地5.4亿吨褐煤储量的一部分。
塞尔维亚水资源管理部雇佣GeoGIS咨询公司,希望GeoGIS咨询公司提供受灾矿区的2D正射影像和数字地形模型,供矿区工程师找出最好的排水办法。另外,他们还希望此次获取的数据能够协助工程师规划出一条新的河道以改变现在河道的流向,预防将来再次遭遇洪灾。
服务速度是关键!
此次测绘任务给GeoGIS团队的关键挑战为服务速度,因为Kolubara矿对于塞尔维亚的工业极为重要,因此客户要求尽快提交测绘数据。“使用传统的测绘方法,比如Lidar激光雷达或全站仪,一个一个控制点进行测绘将会非常耗时,而且成本也会很高,因此传统测绘方法肯定不能满足客户要求。” GeoGIS公司 Milosavljevic先生补充说,这种地面的测绘方法可能需要三个团队作业两个月的时间。“卫星图像是一个可考虑的办法,”他继续说,“但我们需要的是比卫星图像精度更高的数据。综合考虑,采用无人机测绘是最佳的解决办法。”
如何快速作业?
因为不少需要测绘的区域在矿区外——矿外区域的数据将用于规划新河道——在矿外区域无人机的飞行规划非常迅速。“这些区域的地形很平坦,因此我们可以迅速规划飞行。我们在eBee的eMotion飞行规划软件中将地面精度设置为7cm/pixel,”测绘团队一共三名成员,共进行了6次飞行;分两期完成,每期飞行为3次,每次飞行约33分钟,捕捉180至250张图像。“因为客户最关注的是快速获取数据,因此我们将设置地面控制点,规划飞行,实际飞行放在一天内完成。”回到GeoGIS办公室,这些无人机获取的图像还要进行后期数据处理。全部的数据处理时间约15小时——包括从数据导入到给图像贴地理标签,到创建正射镶嵌图与3D点云。
GeoGIS公司团队在飞行eBee。
项目任务区域(黄色),包含团队的第一次飞行规划(红色)。团队的6次eBee飞行共覆盖约9平方公里的地区。
项目结果
客户对GeoGIS提供数据的质量十分满意。“他们很满意项目结果,特别满意我们出数据的快速效率。我们使用eBee做过不少项目,但此次洪灾项目无疑在时间上是最紧张的。” Milosavljevic先生总结到。
对eBee获取的图像进行处理,生成的正射影像图。
项目的彩色3D点云(部分),显示了Koubara峡谷的洪灾情况。
从以上案例我们不难看出,无人机在应急救灾方面有着明显的优势。因为体积小,操作简单便捷,可高效提供高精度数据,无人机可以帮助救援人员迅速了解灾区情况,优化资源分配,并在灾后处理以及重建方面发挥强大的作用。
作为行销全球的微小型工业级无人机,senseFly公司 eBee无人机在世界多个行业得到应用,并受到欢迎。
大佥国际有限公司(大佥国际)为senseFly公司中国区官方代理,致力于引进以影像技术为基础的先进技术,为客户提供合适的资产管理解决方案。大佥国际将陆续介绍分享eBee在各行业的应用案例,希望给中国客户带来启发,更好地管理自己的资产。
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