尼泊爾8·26泥石流災害發(fā)生后,受山體垮塌、道路損毀影響,不少核心危險區(qū)域人員難以抵達,傳統(tǒng)人工勘察面臨難度高、視野有限等難題,無人機三維建模、紅外熱成像、衛(wèi)星遙感等多項科技手段走上救災前線,成為災情研判、人員搜救、風險溯源的重要技術(shù)支撐。
險情發(fā)生后,中國安能三局技術(shù)專家林振奎等15人攜裝備奔赴郭巴怒曲區(qū)域,重點針對險情最重的堰塞體及周邊損毀道路展開全方位、精細化現(xiàn)場勘察。
團隊利用無人機三維建模技術(shù),精準還原地形地貌,精準測算堰塞體形態(tài)、河道淤積厚度與庫容,為風險研判提供量化依據(jù)。同時部署邊坡雷達設(shè)備24小時不間斷監(jiān)測壩體形變與穩(wěn)定性,實時捕捉小位移變化,嚴防潰壩、二次滑坡等次生災害。
中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院研究員陳方介紹,災害現(xiàn)場地形、地貌在崩塌之后往往劇烈改變,造成救援人員難以快速到達高??逅鷧^(qū)域。無人機三維建模技術(shù)為如此困境提供了新的科技途徑。無人機飛赴受災上空,通過多角度、多傳感器來采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),并及時完成三維場景的立體重建,可有效還原崩塌區(qū)域完整立體樣貌,讓專家在后方也能看清現(xiàn)場真實情況。
“同衛(wèi)星俯視觀測模式不同,無人機能夠從不同角度成像,捕捉斜坡、崖壁等衛(wèi)星難以完整記錄的現(xiàn)場信息?!标惙秸f,“無人機可以邊飛行邊即時進行數(shù)據(jù)處理,生成現(xiàn)場三維模型;即使面對數(shù)據(jù)量龐大的復雜場景,也可通過數(shù)據(jù)高效回傳方式,利用在地面部署的高性能計算設(shè)施,在短時間內(nèi)完成三維場景重建,為災情研判提供直觀依據(jù)?!?/p>
本次救援還統(tǒng)籌調(diào)用軍民商衛(wèi)星資源,對災害現(xiàn)場及上下游開展遙感監(jiān)測,無人機巡查數(shù)據(jù)與現(xiàn)場監(jiān)測哨點實時聯(lián)動,構(gòu)筑起“衛(wèi)星遙感+地面監(jiān)測”的防線。
8月28日以來,自然資源部全面啟動災害區(qū)域風險隱患排查工作,調(diào)集自然資源系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)力量,攜帶無人機、測距儀等調(diào)查設(shè)備,分4個工作小組,重點針對冰崩源區(qū)、堰塞湖、溝道沿線及流域周邊,分區(qū)域?qū)暮τ绊懛秶鷮嵤睖y繪和風險隱患調(diào)查,并對應急救援通道、周邊村莊和安置點等重點區(qū)域加強地質(zhì)災害巡查排查。
截至目前,前后方專家結(jié)合遙感解譯和現(xiàn)場調(diào)查,在災害影響區(qū)共解譯出地質(zhì)災害隱患點60余處,初步判定高風險8處,建議在搜救期間以無人機航測結(jié)合人工巡視的方式進行監(jiān)測。此外,組織自然資源系統(tǒng)統(tǒng)籌專業(yè)技術(shù)人員、基層干部、群測群防員等,共出動排查人員1070余人,擴面排查地質(zhì)災害隱患點900多處。
中國地質(zhì)調(diào)查局專家會同自治區(qū)自然資源隊伍也組建了多個應急調(diào)查小組深入受災核心區(qū)域,開展冰崩源區(qū)潛在風險調(diào)查、堰塞湖壩體特征調(diào)查和風險研判,完成3平方千米無人機正射影像制作。此外,調(diào)查小組利用最新遙感影像,比對災前災后高精度衛(wèi)星和無人機影像,提取關(guān)鍵研判依據(jù),為評估災害總體規(guī)模積累第一手材料。
在人員搜救一線,西藏消防救援總隊投入熱成像無人機,穿透植被與淤泥,捕捉人體熱源。
“無人機搭載的熱紅外設(shè)備,是災害搜救的重要手段。不同于傳統(tǒng)的肉眼搜救,熱紅外設(shè)備可以有效捕捉熱源信號,突破夜間、弱光等搜救盲區(qū)?!标惙秸f。
在搶險過程中,無人機搭載熱紅外成像設(shè)備在空中巡航掃描,一旦捕捉到異常熱源,就有可能發(fā)現(xiàn)被困人員線索。除此之外,它還可以用于排查火點、識別氣體泄漏等帶來的熱異常、在冰湖災害現(xiàn)場區(qū)分冰體邊界等,廣泛服務于冰崩、火災等多類災害的排查工作,發(fā)現(xiàn)肉眼難以直接察覺的風險信號。
極端復雜的高原地形導致災區(qū)前線地面通信基礎(chǔ)設(shè)施全面癱瘓,徹底阻斷了救援指揮通信鏈路。為打通搶險最前沿的通信“空白區(qū)”,中國聯(lián)通西藏分公司第一時間啟動應急通信保障預案,全力投入搶險通信保障工作,為整場救援行動筑牢通信根基。
中國聯(lián)通西藏分公司算網(wǎng)運營事業(yè)群總經(jīng)理任文斌介紹,本次搶險中投入的動中通高通量衛(wèi)星應急通信車,是支撐前線指揮的核心主戰(zhàn)裝備,有效破解了極端復雜地形下前沿指揮通信難題,為整場搶險救援提供持續(xù)穩(wěn)定、高速可靠的通信支撐。
據(jù)了解,“動中通”即移動衛(wèi)星通信系統(tǒng),可讓移動載體在行進過程中不間斷依托衛(wèi)星鏈路,開展語音、數(shù)據(jù)、高清圖像等多媒體實時傳輸。搭載全套適配高原場景的專用設(shè)備,車輛機動作業(yè)途中即可完成通信組網(wǎng)、畫面回傳、指令傳輸,機動性、適配性、可靠性極強。
“針對吉隆災區(qū)道路損毀嚴重、前沿無固定網(wǎng)絡、地面光纜與基站完全失效的困境,該型裝備完全不依賴地面通信基礎(chǔ)設(shè)施,可獨立、快速搭建高通量衛(wèi)星通信鏈路?!比挝谋笳f,在本次救災中,設(shè)備全程承擔最前線指揮部專屬通信保障任務,持續(xù)保障高速語音調(diào)度、高清視頻會商、大數(shù)據(jù)災情回傳、實時指令下發(fā),成功打通災區(qū)最前沿通信“空白區(qū)”,保障各級指揮體系高效聯(lián)動、精準調(diào)度。
面對青藏高原等高海拔、地形復雜的無人地帶,人力實地踏勘難度大、成本高。中國科學院空天信息研究院科研團隊依托可持續(xù)發(fā)展大數(shù)據(jù)國際研究中心,利用高分辨率衛(wèi)星遙感與無人機動態(tài)監(jiān)測相結(jié)合的技術(shù)體系,在此次災害及其他冰川相關(guān)災害監(jiān)測中發(fā)揮了積極作用。
該團隊研發(fā)的多體制衛(wèi)星災害信息智能解譯系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要承擔災害分布點位檢測、演變過程追蹤、影響范圍評估三大任務,通過整合多體制衛(wèi)星資源,融合光學、微波多源監(jiān)測數(shù)據(jù),可突破云層遮擋等復雜環(huán)境限制,實現(xiàn)全天候災情信息分析。
“科研人員通過比對冰川運動軌跡,可識別冰川異常加速流動等風險征兆,精準鎖定高危隱患區(qū)域;通過解譯災后遙感影像,圈定房屋、土地淹沒范圍,科學評估災害損失規(guī)模,同時可對冰湖潰決、冰巖崩等不同致災狀況進行分析判識,為災害初期研判、精準施策提供支撐?!标惙秸f。
衛(wèi)星勝在覆蓋范圍廣闊,但局部細節(jié)信息刻畫精度受限;無人機可以獲取高精度現(xiàn)場數(shù)據(jù),但持續(xù)性、大范圍作業(yè)存在不足。實際工作中,科研人員會將兩者數(shù)據(jù)協(xié)同融合、互補應用,進一步提升研判準確度。
受全球氣候變暖影響,我國高海拔地區(qū)冰川、冰湖災害風險持續(xù)攀升,多數(shù)高危點位地處無人區(qū),難以依靠人力實現(xiàn)全面排查。依托數(shù)百顆國產(chǎn)衛(wèi)星常態(tài)化過境排查,可持續(xù)捕捉冰川、冰湖異動先兆,篩查可疑點位,為災害早期預警、前置防控提供可能。陳方也坦言,由于前期全球?qū)Ρ?、冰湖災害的關(guān)注程度相對不足,相關(guān)防災減災技術(shù)體系還亟需完善。下一步,科研團隊將持續(xù)優(yōu)化多體制衛(wèi)星與無人機協(xié)同的監(jiān)測體系,提升復雜環(huán)境下隱蔽災害點的早期識別和排查能力,為建設(shè)國家高海拔地區(qū)防災減災、預警預報的科技屏障發(fā)揮積極助力。
(本報記者 吳月輝 王 政 常 欽 劉溫馨 )
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