應(yīng)急測繪:無人機為科學救災(zāi)保駕護航

2017-06-05 16:29 來源:中國經(jīng)濟網(wǎng)

無人機以機動靈活、快速高效的優(yōu)勢,在災(zāi)情偵查、災(zāi)害調(diào)查和災(zāi)后重建等應(yīng)急測繪保障工作中發(fā)揮了重要作用,已成為國家航空應(yīng)急救援體系的組成部分之一。

伴隨著巨大的轟鳴聲,Z—5型無人直升機在地面應(yīng)急隊員操控下騰空而起,飛赴災(zāi)區(qū)偵查災(zāi)情;在測控方艙車內(nèi),操控手不時發(fā)出操控指令,操控無人機航拍災(zāi)區(qū)高清影像和視頻,同步回傳的災(zāi)區(qū)高清視頻實時顯示在屏幕上;在救災(zāi)前線指揮部,應(yīng)急測繪隊員利用拍攝的災(zāi)區(qū)視頻,快速編制出災(zāi)后影像專題圖,為研判災(zāi)情、決策指揮和部署救援力量提供客觀、科學的重要依據(jù)……

5月初,四川省在眉山市彭山區(qū)舉行2017年省級抗震救災(zāi)綜合演練,四川省測繪地理信息局是應(yīng)急測繪領(lǐng)域的國家隊,此次作為省內(nèi)專業(yè)救援隊伍之一參加演練,其自主研發(fā)的無人機集群災(zāi)情地理信息獲取系統(tǒng)首次實現(xiàn)了與省、市、縣三級應(yīng)急救災(zāi)部門的聯(lián)動。

四川是一個自然災(zāi)害十分嚴重的省份,近年來,地震、山洪、泥石流等自然災(zāi)害在巴蜀大地上接踵而至,應(yīng)運而生的應(yīng)急測繪,為科學救災(zāi)提供的支撐作用逐步彰顯。據(jù)悉,目前四川全省已查明各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點4萬多個,特別是5·12汶川大地震以后,僅2012年就新增地質(zhì)災(zāi)害隱患3000余處。

重大災(zāi)害發(fā)生后,災(zāi)區(qū)第一張災(zāi)后影像是獲取精準災(zāi)情信息、搶奪救災(zāi)黃金時間的關(guān)鍵。對于應(yīng)急測繪來說,無人機航攝正是快速獲取與及時提供這幅“生命影像”的重要手段,被譽為科學救災(zāi)的“眼睛”。

然而,在多云多雨多霧的四川,影像獲取可謂難上加難。“業(yè)界將四川視作高科技領(lǐng)域的試驗場,往往一些新產(chǎn)品都會拿到四川來試用。”測繪專家告訴記者,高大上的無人機,在四川高寒高海拔區(qū)域同樣“水土不服”,如果不是“特制機”,恐怕飛都不可能,更別說完成高精度測繪任務(wù)了。

作為國家測繪地理信息局應(yīng)急測繪保障的排頭兵,四川局自主研發(fā)的無人機集群災(zāi)情信息獲取系統(tǒng),首創(chuàng)異構(gòu)無人機集群應(yīng)急測繪體系,研制了全型譜應(yīng)急測繪無人機平臺、高速數(shù)據(jù)鏈與災(zāi)情地理信息快速共享網(wǎng)絡(luò)、機動式智能測控與快速出圖系統(tǒng)等五大分系統(tǒng),具有多載荷、多平臺、多元數(shù)據(jù)快速獲取、傳輸、處理、服務(wù)一體化的應(yīng)用特點,實現(xiàn)了災(zāi)情地理信息的“實時獲取、高速傳輸、智能處理、迅捷服務(wù)”。

該成果已廣泛應(yīng)用于災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警、災(zāi)情應(yīng)急處置等領(lǐng)域,成功為地震、洪澇等自然災(zāi)害以及危險品爆炸、社會安全等突發(fā)公共事件提供測繪保障,如在2013年“4·20”蘆山強烈地震、“6·18”系列防汛救災(zāi)、2015年“4·25”尼泊爾地震西藏重災(zāi)區(qū)震災(zāi)等應(yīng)急測繪保障中都發(fā)揮了關(guān)鍵作用,保障了民眾生命財產(chǎn)安全。

“四川測繪地理信息局的地質(zhì)災(zāi)害防治與應(yīng)急保障,可以說達到了全國測繪系統(tǒng)的最高水平。”在去年5月四川省地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)急測繪保障演練上,國家測繪地理信息局局長庫熱西·買合蘇提盛贊。

應(yīng)急救災(zāi),測繪先行。在四川省測繪地理信息局測繪應(yīng)急保障中心無人機研發(fā)室,幾位年輕人正在調(diào)試無人機飛控系統(tǒng),他們在為即將到來的汛期做著應(yīng)急測繪戰(zhàn)前準備。

如何克服氣候與地理環(huán)境影響,快速、高效獲取災(zāi)區(qū)清晰影像,是應(yīng)急測繪的關(guān)鍵一環(huán)。為攻克這一難題,無人機研制人員在多機協(xié)同航線規(guī)劃、高海拔作業(yè)、中繼通訊、發(fā)動機熄火再啟等應(yīng)急測繪關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破創(chuàng)新,獲得了9項無人機專利。

應(yīng)急測繪拼的是智慧,拼的是能力,拼的是速度。據(jù)四川省測繪地理信息局測繪應(yīng)急保障中心副主任程多祥介紹,該系統(tǒng)突破了四川省高原、山地等復(fù)雜條件下普通低空無人機飛行困難的技術(shù)瓶頸,高效集成了無人機、大飛機、衛(wèi)星、移動測量車等多種測繪技術(shù)手段及裝備,將飛行高度從海拔3000米提升至海拔5900米,這是目前無人機飛行的最高紀錄。

系統(tǒng)通過機載電臺和地面監(jiān)控站電臺的通訊頻率差異化配置,克服了多架次無人機同時段在鄰近區(qū)域航攝的信號干擾,實現(xiàn)了同空域多架次無人機協(xié)同航攝,大幅提升了應(yīng)急狀態(tài)下的空域資源利用率和成果提供使用速度,為搶險救災(zāi)爭取了大量寶貴時間。

此外,在影像數(shù)據(jù)快速處理技術(shù)方面,研發(fā)了無人機影像快拼系統(tǒng),通過改進影像處理工藝流程,采用自動化、并行處理、遠程管理等技術(shù),大幅度提高了影像處理效率,使影像快速拼接出圖效率提高了10倍以上。

“我到川局抓的第一件事就是應(yīng)急測繪。”四川省測繪地理信息局局長馬赟直言,“第一次參加省委會議時,領(lǐng)導(dǎo)問我究竟想解決什么問題,我說,‘5·12’地震,我們吃了大虧,現(xiàn)在就是要解決哪個地方發(fā)生重大災(zāi)害,馬上就能快速獲取影像,24小時就能將詳實精準的災(zāi)情地圖拿出來。”

如今,無人機集群災(zāi)情地理信息獲取系統(tǒng)大幅提升了影像數(shù)據(jù)采集、處理、出圖的速度和質(zhì)量。2015年,四川局為在丹巴縣召開的全國地質(zhì)災(zāi)害防治現(xiàn)場工作會提供測繪保障,無人機漂亮的V型深谷航攝,就已驗證了無人機集群災(zāi)情信息獲取系統(tǒng)在測繪應(yīng)急保障的自身實力。系統(tǒng)成果更是獲得我國“兩彈一星”功勛科學家孫家棟的肯定,稱贊其達到了國際領(lǐng)先水平,填補了國內(nèi)外技術(shù)空白。該系統(tǒng)還榮獲中國測繪地理信息學會2017年測繪科技進步獎一等獎。

“天地一體、機動靈活”立體化應(yīng)急測繪保障在實現(xiàn)新跨越的同時,我國應(yīng)急測繪保障能力建設(shè)仍在路上。正如程多祥所言,“將來應(yīng)急測繪地理信息大數(shù)據(jù)建起來后,將全面實現(xiàn)國家、省、市、縣,到村的應(yīng)急測繪互聯(lián)互通,災(zāi)害發(fā)生后,實現(xiàn)2小時出圖,讓指揮和決策不再‘拍腦袋’。”(中國經(jīng)濟網(wǎng)記者 徐紅)

責編:曹夢雨