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应急测绘:无人机为科学救灾保驾护航

无人机以机动灵活、快速高效的优势,在灾情侦查、灾害调查和灾后重建等应急测绘保障工作中发挥了重要作用,已成为国家航空应急救援体系的组成部分之一。

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Z—5型无人直升机,伴随着巨大的轰鸣声,Z—5型无人直升机在地面应急队员操控下腾空而起,飞赴灾区侦查灾情;在测控方舱车内,操控手不时发出操控指令,操控无人机航拍灾区高清影像和视频,同步回传的灾区高清视频实时显示在屏幕上;在救灾前线指挥部,应急测绘队员利用拍摄的灾区视频,快速编制出灾后影像专题图,为研判灾情、决策指挥和部署救援力量提供客观、科学的重要依据……

5月初,四川省在眉山市彭山区举行2017年省级抗震救灾综合演练,四川省测绘地理信息局是应急测绘领域的国家队,此次作为省内专业救援队伍之一参加演练,其自主研发的无人机集群灾情地理信息获取系统首次实现了与省、市、县三级应急救灾部门的联动。

四川是一个自然灾害十分严重的省份,近年来,地震、山洪、泥石流等自然灾害在巴蜀大地上接踵而至,应运而生的应急测绘,为科学救灾提供的支撑作用逐步彰显。据悉,目前四川全省已查明各类地质灾害隐患点4万多个,特别是5·12汶川大地震以后,仅2012年就新增地质灾害隐患3000余处。

重大灾害发生后,灾区第一张灾后影像是获取精准灾情信息、抢夺救灾黄金时间的关键。对于应急测绘来说,无人机航摄正是快速获取与及时提供这幅“生命影像”的重要手段,被誉为科学救灾的“眼睛”。

然而,在多云多雨多雾的四川,影像获取可谓难上加难。“业界将四川视作高科技领域的试验场,往往一些新产品都会拿到四川来试用。”测绘专家告诉记者,高大上的无人机,在四川高寒高海拔区域同样“水土不服”,如果不是“特制机”,恐怕飞都不可能,更别说完成高精度测绘任务了。

作为国家测绘地理信息局应急测绘保障的排头兵,四川局自主研发的无人机集群灾情信息获取系统,首创异构无人机集群应急测绘体系,研制了全型谱应急测绘无人机平台、高速数据链与灾情地理信息快速共享网络、机动式智能测控与快速出图系统等五大分系统,具有多载荷、多平台、多元数据快速获取、传输、处理、服务一体化的应用特点,实现了灾情地理信息的“实时获取、高速传输、智能处理、迅捷服务”。

该成果已广泛应用于灾害监测与预警、灾情应急处置等领域,成功为地震、洪涝等自然灾害以及危险品爆炸、社会安全等突发公共事件提供测绘保障,如在2013年“4·20”芦山强烈地震、“6·18”系列防汛救灾、2015年“4·25”尼泊尔地震西藏重灾区震灾等应急测绘保障中都发挥了关键作用,保障了民众生命财产安全。

“四川测绘地理信息局的地质灾害防治与应急保障,可以说达到了全国测绘系统的最高水平。”在去年5月四川省地质灾害防治应急测绘保障演练上,国家测绘地理信息局局长库热西·买合苏提盛赞。

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在四川省甘孜藏族自治州乡城县,无人机正在执行重点地区精确测绘任务应急救灾,测绘先行。

在四川省测绘地理信息局测绘应急保障中心无人机研发室,几位年轻人正在调试无人机飞控系统,他们在为即将到来的汛期做着应急测绘战前准备。

如何克服气候与地理环境影响,快速、高效获取灾区清晰影像,是应急测绘的关键一环。为攻克这一难题,无人机研制人员在多机协同航线规划、高海拔作业、中继通讯、发动机熄火再启等应急测绘关键技术上取得了突破创新,获得了9项无人机专利。

应急测绘拼的是智慧,拼的是能力,拼的是速度。据四川省测绘地理信息局测绘应急保障中心副主任程多祥介绍,该系统突破了四川省高原、山地等复杂条件下普通低空无人机飞行困难的技术瓶颈,高效集成了无人机、大飞机、卫星、移动测量车等多种测绘技术手段及装备,将飞行高度从海拔3000米提升至海拔5900米,这是目前无人机飞行的最高纪录。

系统通过机载电台和地面监控站电台的通讯频率差异化配置,克服了多架次无人机同时段在邻近区域航摄的信号干扰,实现了同空域多架次无人机协同航摄,大幅提升了应急状态下的空域资源利用率和成果提供使用速度,为抢险救灾争取了大量宝贵时间。

此外,在影像数据快速处理技术方面,研发了无人机影像快拼系统,通过改进影像处理工艺流程,采用自动化、并行处理、远程管理等技术,大幅度提高了影像处理效率,使影像快速拼接出图效率提高了10倍以上。

“我到川局抓的第一件事就是应急测绘。”四川省测绘地理信息局局长马赟直言,“第一次参加省委会议时,领导问我究竟想解决什么问题,我说,‘5·12’地震,我们吃了大亏,现在就是要解决哪个地方发生重大灾害,马上就能快速获取影像,24小时就能将详实精准的灾情地图拿出来。”

如今,无人机集群灾情地理信息获取系统大幅提升了影像数据采集、处理、出图的速度和质量。2015年,四川局为在丹巴县召开的全国地质灾害防治现场工作会提供测绘保障,无人机漂亮的V型深谷航摄,就已验证了无人机集群灾情信息获取系统在测绘应急保障的自身实力。系统成果更是获得我国“两弹一星”功勋科学家孙家栋的肯定,称赞其达到了国际领先水平,填补了国内外技术空白。该系统还荣获中国测绘地理信息学会2017年测绘科技进步奖一等奖。

“天地一体、机动灵活”立体化应急测绘保障在实现新跨越的同时,我国应急测绘保障能力建设仍在路上。正如程多祥所言,“将来应急测绘地理信息大数据建起来后,将全面实现国家、省、市、县,到村的应急测绘互联互通,灾害发生后,实现2小时出图,让指挥和决策不再‘拍脑袋’(来源:中国经济网)。”

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