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用无人机评估洪水灾害紧急情况等

无人机如何增强和改进个人和组织可以采取的方法是一个经常出现的主题。无论用例或行业如何,很明显无人机被用来为运营商提供他们可以使用或传递的洞察力和信息,以产生真实的影响。最近通过流行的#dronesforgood主题标签进行了深入研究,提出了一个视频,以一种通常不详细的方式展示这一现实。

该视频记录了佛蒙特大学UAS团队在2016年2月25日绘制佛蒙特州米德尔塞克斯Winooski河沿岸洪水的情况。该团队在关键地点收集数据,以帮助官员确定道路是否需要关闭和为急救人员提供必要的信息,帮助他们确定推进救援工作的最佳方式。

J arlath O'Neil-Dunne是佛蒙特大学(UVM) 空间分析实验室主任,领导UVM的UAS团队。他的研究重点是地理空间技术在广泛的自然资源相关问题上的应用,他亲眼目睹了无人机如何改变高空间和高时间分辨率图像的捕获。我很幸运能与他谈论这些变化,他与UAS团队的合作以及更多。

UAS团队沿着Winooski河工作的视频也可以在下面找到。

Jeremiah Karpowicz:作为UVM空间分析实验室的主任,您已经看到并参与了您正在使用的工具的一些重大变化。与您开始职业生涯相比,您现在使用的技术有哪些最大的差异?

Jarlath O'Neil-Dunne:地理空间部门极具活力,其中唯一不变的是变化。在我的职业生涯中最大的变化是我们可以绘制和监控地球表面的方式的爆炸性增长。我们可以在早上驾驶无人机,然后从下午的数据收集中获得的详细3D模型进行测量,这是非常令人难以置信的。

随着技术的发展,我们已经能够将地理空间技术应用于更广泛的应用。我们已经从地理空间技术仅仅用作创建地图或分析过去条件的工具到我们现在所处的位置。如今,位置数据推动了整个社会的决策制定。

您能告诉我们您与美国林务局北方研究站的合作情况吗?

我的主要任命是佛蒙特大学的教员,但我的职位由美国林务局共同资助。人们经常将林务局与西部的大型国家森林联系起来。我与之密切合作的团队由一群不同的科学家组成,他们是林务局城市野外站的一部分。城市野外站位于我们一些最大的城市,我与这些科学家合作,帮助社区更好地了解和管理他们的城市森林。

您为美国农业部林业局共同开发的城市树冠层(UTC)评估协议已经应用于国际上的数十个城市。自从这些协议到位后,你得到了什么样的反馈?

反馈是巨大的。十多年前,当我们在巴尔的摩进行第一次UTC评估时,我们认为这将是一次性的交易。从那时起,我们已经完成了美国80多个社区的UTC评估,在此过程中产生了数万亿像素的高分辨率土地覆盖数据。

您的专业化涉及能够从大量地理空间数据中提取可操作信息的建筑系统。这似乎与无人机技术的进步特别相关,因为这些设备显然可以收集大量信息。您能告诉我们无人机在您的领域所产生的影响吗?

早在2011年,热带风暴艾琳在佛蒙特州的一些地方倾倒了近一英尺的雨,几乎在一夜之间,造成了大洪水。佛蒙特州是一个地形起伏较高的州,因此我们的交通网络通常位于我们的水文网络附近。数十年来最严重的洪水摧毁了我们的交通基础设施。我们的州紧急行动中心和地理信息系统办公室被洪水淹没,因此我的实验室接管协调图像采集和利用。卫星图像很棒,但对于像艾琳这样的事件,我们根本无法及时获得所需位置所需的分辨率。

除了上述问题之外,佛蒙特州是联盟中最朦胧的州; 不适合卫星图像。商用无人机当时刚刚起步,我们非常幸运,美国交通部授予的土地使我们能够深入研究无人机的运营。

无人机是否能够解决之前没有出色解决方案的关键或持久性问题/问题?

无人机的独特之处在于我们可以以非常低的成本获得高空间和高时间分辨率的图像和其他数据产品。对于小面积测绘,这种遥感在过去的几年里根本无法承受。与无人机一样重要的是数字摄影测量技术的进步,使我们能够在数小时内从数据采集转向测绘级产品。

无人机为您或您所涉及的行业开辟了哪些机会?

我们帮助佛罗里达州普兰菲尔德镇了解了他们的一条溪流 - 大溪流中的木质碎片数量。在高径流期间,木质碎片堵塞了桥梁,造成了很大的破坏。该镇的人口刚刚超过1000人,所以他们没有税基可以在每次风暴过后继续进行这些昂贵的维修。在这些风暴事件之前和之后,该镇没有办法调查木质碎片的数量,以了解发生了什么。在地面上进行调查的区域太多,而且航空测绘太昂贵了。

通过UAS收集的图像被证明是完美的解决方案。在重大风暴事件中,我们能够向城镇展示数百块木质碎片穿过系统,只有十几块木板被困在桥上并造成所有问题。这些信息为咨询工程公司提供了他们提供最佳桥梁设计所需的信息,这些桥梁设计能够承受在这些活动期间穿过Great Brook的大量木质碎片。

我们来谈谈上面视频中详细介绍的这项技术的另一个具体用途。首先,请告诉我们佛蒙特大学的UAS团队。这个团队是如何走到一起的,它做了什么工作?

我们意识到该州对UAS技术有广泛的兴趣,但是在购买系统,开发专业知识,获得FAA批准以及构建后端IT基础设施方面进入UAS的成本对于大多数组织来说太高了。UAS团队的使命是将地图级UAS技术引入佛蒙特州。

我们与私营,非营利和公共部门合作。我们认为UAS团队是佛蒙特州技术的孵化器。我们还在灾难期间协助国家。我们的团队可以在收到通知后一小时内部署。

今年2月在佛蒙特州米德尔塞克斯的Winooski河发生的冰水灾害给该地区带来了一些重大问题。UAS团队如何以及何时接到帮忙的电话?

该州要求我们沿着威诺斯基河(Winooski River)获取数据,这条河是佛蒙特州的一条主要河流,当时正在经历冰冻和洪水。我们在铁路线靠近河流的关键位置收集数据,以确认水位不会淹没铁轨(2011年发生严重洪水后,轨道改善了数百万美元)。然后我们前往佛蒙特州米德尔塞克斯,记录导致两条道路关闭的高水位条件。在航班完成后,我们立即前往该州的紧急行动中心向紧急救援人员提供数据。

是否更多地将损害编入目标,以确定当前救济工作将如何受到影响,或者该文件对未来的评估意味着什么?

在这种情况下,UAS数据用于记录公共宣传的条件,但也有助于了解将来可能采取哪些措施来减轻这些影响。

UAS图像的巨大好处在于它为我们提供了洪水状况的明确记录,因此我们了解洪水事件如何相互比较。

视频提到参与响应工作的交通规划人员可在飞行操作完成后一小时内访问图像。这些信息给他们带来了什么样的差异?他们通常需要等多久才能获得这种信息?

我们在乘车到紧急行动中心期间处理了数据,因此他们非常高兴能看到当天的活动图像。在过去,他们为任何类型的活动获得当天图像的唯一方法是使用有人驾驶飞机。UAS不仅更便宜,而且我们可以生产地理空间产品,而不仅仅是图片。最大的区别在于,通过我们的正射校正图像,急救人员可以使用GIS软件将其与其他数据集集成。

如何以其他方式记录此信息?无人机在这方面对现有工具和技术有什么样的优势?

在诸如洪水等情况下,我们根本就没有关于洪水的全面广度和范围的良好数据。我们可能会有一些地面照片,但是为了在事件之间进行比较,你需要数据和坐标,而一些GPS点只是不要削减它。别担心,在洪水期间手动测量高水位可能是非常危险的。我们越来越多地看到,为了获得灾难资助,您必须清楚地记录损害情况。无人机允许我们在恰当的时间获取这些证据并对其进行处理,以便将损坏与特定位置联系起来。

在构建此环境的3D模型后,您能够运行哪种模拟?这些信息对救援工作产生了什么样的影响?

3D模型使我们能够确认铁路线路高而且干燥,并且在影响轨道之前,河流必须上升4米(极不可能)。

由于我们开发的工作流程使得这些类型的3D测量不仅比传统的现场调查更容易,而且更安全,更快速,更具成本效益。

这种无人机技术的应用是你一直想象的吗?

我们当然希望我们开发的无人机工作流程能够在应急响应中发挥作用,但事情已经比我希望的要好。我们有一个伟大的团队,花了数百小时拨打标准操作程序,这使我们能够在充满挑战的条件下进行无人机操作,并几乎立即转动数据产品。

你认为这样的应用是无人机技术的顶点,还是更多的踩踏石?

飞行该地区或拍照是不够的; 你需要提供可操作的信息。如果我们要随着时间的推移有效地绘制和监控,我们需要继续努力将UAS数据产品与其他地理空间产品集成。

无人机操作可以在小区域内完成,但结果数据集可能非常大。单个无人机任务可以产生静止图像,视频,正射合成图像马赛克,3D点云和光栅表面模型。如果我们希望将UAS数据紧密集成到我们的决策过程中,那么构建系统以使这些数据集可被发现和可访问是至关重要的。

您对将来或将要使用无人机的方式最感兴趣的是什么?

我非常高兴将无人机整合到资产管理中。我们国家的交通基础设施陈旧,非常需要维修。无人机技术将使我们能够比以往任何时候都更有效地检查运输资产。

我也很高兴将这项技术用于评估野生动植物。尚普兰湖上有很多关于鸬鹚(一种鸟类)对岛屿栖息地造成的破坏的问题。无人机调查是评估人口的有效手段。此外,UAS团队的一些同事都是野生动物生物学家,他们希望与真正的鸟类合作,而不仅仅是机械类型!

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