河南省航空学会
无人机在防汛减灾中作用突显
  • 2020-08-17 10:27:02
  • 来源:
  • 责任编辑:王永记
  •   7月上旬以来,南方发生大范围强降雨。7月中旬,水利部长江水利委员会水文局继续发布长江中下游干流九江至湖口江段、鄱阳湖湖区洪水红色预警。

      汛情期间,在有关应急单位的组织和领导下,大疆应急救援联盟各地成员迅速响应,充分发挥无人机技术优势,深度诠释了无人机在防汛减灾一线的多种应用,为防汛行动提供高效保障。


     

     固化航线,高效巡检重点区段

      从卫星影像上看,江西杨家场村三面环水,像是一把尖刀插进长江与鄱阳湖两条水系的交汇处,地势十分险要。在接连暴雨的冲刷下,水位持续上升,防洪堤面临极大挑战,一旦出现溃口,后果不堪设想。

      7 月 16 日,在应急单位的领导下,前往现场支援的大疆行业应用工程师迅速采取行动,使用经纬 M300 RTK 固化重点区段的巡检航线,并通过挂载的禅思 H20T 变焦画面查看圩堤细节。
     

      
    空中巡查路线

      前线指战员表示,相比于人工巡检,无人机具备更加灵活的视角,能够巡查传统方式难以查看到的盲区位置。

      变焦查看细节

      使用经纬 M300 RTK ,一个飞行架次能够覆盖约 6 公里长度的江段干堤,巡检效率极大提升。

    双控接力,空地联动

      7 月 12 日,江西永修县三角联圩出现溃堤险情,红旗村等地区受灾,部分区域涉水深度超过 4 米,救援人员第一时间抵达现场开展救援。

      因水下暗藏路灯、树木等障碍,在搜救人员转移过程中,救援船不时发生撞击导致损坏。

      为提升大范围巡查搜救工作效率,无人机救援团队将 4 名救援人员分成 2 组。A 组人员携带经纬 M300 RTK 与 A 遥控器,在三角乡西侧起飞作业;而 B 组人员则携带遥控器、备用电池等装备驱车前往三角乡东侧。


    双控作业

      A 组人员操控无人机飞行至 5 公里左右的接应点后,B 控在空中获取控制权。随后,B 组人员继续在 B 控信号覆盖范围内进行巡查搜救工作。在单机双控模式下,现场仅一台无人机就完成了直径 12 公里范围内的安全侦察任务,效率大幅提升。

      除了双控接力,无人机也与地面舟艇充分联动。一旦发现异常状况或呼救人员,无人机救援团队立即通过无人机搭载的激光测距模块,定位被困人员,并将精准坐标点传输给地面团队。

      在地面舟艇前往救援过程中,无人机在空中持续护航,为其初步排除水下障碍,帮助地面人员快速、安全抵达。

    热成像查管涌,又快又准

      如何快速发现渗漏点,在圩堤防护中,起着至关重要的作用。在紧张的防汛工作期间,由于夜间光线不足,巡检人员只能借助手电照明,角度和范围有限,容易错过渗漏点。

      该处红外热成像对比发现,异常区域温度为 20°C 左右,正常区域温度为 25°C 左右

      7 月 18 日晚上,在相关单位的组织和领导下,应急通讯保障分队对江西某 1800 米左右的圩堤进行无人机巡查。在飞行高度距离堤体 10 米左右时,通过禅思 H20T 的热成像回传画面,发现有一处区域存在明显成像区别,开启测温之后可以发现该区域与普通水面有 5℃ 左右温差,疑似渗水区域。

      应急通讯保障分队前往侦察,果然发现了一处渗漏点,第一时间通知当地防办进行处置,防止了险情发生。

    雨中作业,广角建模

      7 月 20 日 8 时 31 分,接国家防总命令,“千里淮河第一闸”淮河王家坝闸开闸泄洪。

      
    王家坝泄洪现场

      泄洪期间,应相关单位要求,需快速制作现场的二维正射影像图,用于淹没评估和指挥调度。而当天王家坝区域持续降雨,300 米以上的飞行空域风高达 7 级,对无人机在风雨中的作业能力提出了很大的考验。

      经纬 M300 RTK 临危受命,在雨中起飞后,基于搭载的禅思 H20T 广角相机对现场约 0.8 平方公里的作业区域进行全自动正射影像数据采集。

      
    卫星影像与正射影像对比

      整个作业过程中,无人机在雨中持续飞行,拍摄正射照片 150 张,通过导入大疆智图,生成二维正射影像, 最终顺利完成了王家坝二维建模的任务。

    激光打点定位,迅速测量溃口

      7 月 22 日,安徽白石天河连河段发生塌陷漫堤溃口,抢险人员连沉3台挖掘机进行封堵仍无法阻止溃口扩大。在水流冲刷,溃口宽度扩大至近百米。

      测量溃口长度,成为开展抢险的前提条件。由于溃口水流湍急,地面人员及设备无法靠近,测量溃口长度的工作仅能交由“空中测量员”无人机来完成。

      现场相对理想的起飞环境距离溃口直线距离近 3 公里远,加上空中持续 6 级以上的大风,极其考验无人机的有效续航和图传能力。

      
    使用两组经纬度坐标计算距离示意图

      现场工作人员很快想到,可以用经纬 M300 RTK搭载禅思 H20T,通过激光打点定位测量距离。将无人机悬停在 80 米左右的高空,工作人员将激光中心点对准溃口两端的边缘,测量出两组经纬度坐标,在现场快速计算出了厘米级精度的溃口长度数据,为救援研判提供了信息支撑。

    经验总结,成效推广

      为响应国家号召,积极履行企业责任,汛情发生后,大疆行业应用第一时间发动无人机应急救援联盟参与各地防汛救援工作。截至日前,已有 14 家大疆合作伙伴、近百人响应防汛工作,累计飞行逾 600 架次,保障救援逾 850 小时,在备灾、抗灾、救灾不同阶段提供无人机技术保障。

      7 月 29 日,大疆行业应用组织了无人机防汛线上公开课,为参与一线作业的救援人员提供解决方案介绍及技术指导。随后,大疆行业应用计划发布无人机防汛作业指南,帮助科学应对、精准施策,让防汛抗洪效率和安全性更上一个台阶。

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