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无人机技术为地震灾害烈度调查与损失评估保驾护航
2017-09-08 08:50:20 来源: 作者:科学技术处 【 】 浏览:788次 评论:0
    目前,震后开展烈度调查与损失评估的手段主要是地震现场应急队员外业工作组通过现场调查、询问和记录,通过调查终端或手工填写烈度调查信息表,汇总后绘制烈度图。近年来无人机的应用,使得应急期间建筑物破坏、次生灾害等调查和评估的准确性和精度大大提高,搜救中心无人机技术应用团队定位于获取低空高分辨率图像,进行灾害识别并直接应用于抗震救灾工作,在2016年广西苍梧地震、青海杂多地震、新疆呼图壁地震、新疆且末地震,2017年新疆塔什库尔干地震、四川九寨沟等地震现场中,参与现场灾害损失调查和烈度评定工作,进行了多次实践与探索,实现了高温、高寒、高原、峡谷等恶劣环境下的低空航拍摄影,并不断开拓创新,与地震现场实际工作逐步融合,获取的高清影像为地震现场灾害烈度调查与损失评估提供了重要的依据。
    一、做好各项应急准备
    1)强化日常训练。为确保无人机在震后应急救援工作中发挥作用,无人机团队在平时高度重视无人机设备的日常运维和团队成员的操作训练,随时做好应急的各项准备工作。从2016年社服工程无人机交付使用开始,团队内部就强化了日常训练,按照每月2次的频率组织团队成员进行内部操作练习,认真记录练习日志,深刻分析存在问题,总结研讨改进建议;同时建立无人机装备的日常运维管理制度,定期进行维护保养。2017年起,团队日常练习改为每月1次,但从无人机操作流程性练习提高到实际飞行操作练习,通过这些日常的工作使得团队成员配合默契,各项准备工作到位。
    2)夯实业务技能。为提升无人机团队的业务技能,在组织无人机团队成员进行练习培训的基础上,采用走出去和请进来相结合的方式,到无人机企业进行深入调研,邀请无人机专家做专题报告,开拓团队视野、探讨合作机制,推进了无人机地震应急联动合作机制的建立,为无人机实际应用奠定了基础。同时,团队注重自身专业能力建设,拥有地震系统第1位无人机女机长。
    二、收获硕果累累
    自2013年起搜救中心无人机团队共执行了7次地震现场应急航拍任务,出动无人机9架,飞行43架次,获取航拍影像6000余张,生成正射图21张、三维模型16个,产出建筑物破坏等级、遇难人员地点分布、滑坡体塌方、道路破坏分布等专题图件20余幅。开创了空地结合的地震烈度评估方式,得到了现场指挥部的高度认可,对灾情研判、烈度划分工作,尤其是VII度区的确定提供了重要的依据,同时,也提高了整体的灾评工作的科技性和显示度。
    在执行多次地震现场应急任务中,搜救中心无人机团队不断提升自身的业务技能,积累了宝贵的实践经验,应急方案、出队机制等不断完善,实现了多个首次:四川芦山地震,实现了科技支撑项目产出成果的首次实际应用;青海杂多地震,搜救中心配置的社服工程无人机实现了首次出动;新疆呼图壁地震,无人机团队首次紧急启动无人机地震应急联动机制,协调合作单位就近调派新疆乌鲁木齐的无人机赶赴现场;灾害调查外业中首次专门成立了无人机组,执行震中区域重点目标航拍任务。新疆塔什库尔干地震,无人机团队实现了首次制作无人机应急产品建筑物倒塌等专题图件;四川九寨沟地震,实现了首次系统内外前后方协作确保任务的完成。
    三、团队分工协作、促进责任落实
    为高效发挥无人机团队的作用,在中心的支持下专门设置了无人机实验室,制定了无人机实验室职能职责。团队内部实行定岗、定职、定责制度,按照管理员、无人机系统操作人员、装备保管员等岗位细化明细职责。针对无人机飞行任务小分队进一步按照指挥员、飞控手、地勤人员、地面站人员和情报处理人员进行分工负责。同时还结合现有的无人机机型建立了无人机小组地震现场工作方案,严格按照无人机地震现场出队预案,促进团队各自岗位责任的落实,确保现场应急任务快速安全执行。
    目前,经过几年的不断历练,搜救中心无人机团队已经具备了影像获取、影像处理、影像生成等一套完整体系的工作能力,在烈度调查与损失评估工作中可以对乡、镇、村等大面积的建(构)筑物震害情况开展调查,通过正射影像和三维倾斜摄影技术,快速、直观的了解整个区域的震害程度,对于典型建筑、小目标等灾情获取任务,无人机低空倾斜摄影既可以实时查看回传图像,也可以实现快速三维建模,使烈度评定与灾害调查结果更加真实、可靠。同时,通过软件模型计算滑坡、堰塞湖等次生灾害影响范围、道路通行能力等,也实现了对震后基础设施震害、地震地质灾害、次生灾害等的损失评估功能。使灾情的监测和评估工作定位最快、最准确,使减灾救灾工作达到最高的效益,为灾后重建工作提供有效的地理数据。

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新疆呼图壁地震水库大坝无人机航拍成果图

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四川九寨沟7.0级地震无人机组航拍点分布图

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四川九寨沟地震漳扎镇航拍图

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四川九寨沟地震安备村航拍图

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四川九寨沟地震建筑物破坏及人员遇难点分布图

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四川九寨沟地震S301省道海子口附近道路破坏图

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四川九寨沟地震S301省道如意坝附近山体滑坡三维模型截图
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