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遥感“天眼”何时无憾?

灾后路断、桥断、通讯断,如何宏观掌握灾情?一项名为“典型地质灾害遥感监测与应急关键技术及应用”的国家级科学实验在“5·12”大地震遗址北川老县城悄然进行。

 

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  实验团队在进行无人机起飞准备

  灾后路断、桥断、通讯断,如何宏观掌握灾情?

        4月12日开始,一项名为“典型地质灾害遥感监测与应急关键技术及应用”的国家级科学实验在“5·12”大地震遗址北川老县城悄然进行。这个国家高新技术研究发展计划科技攻关项目(863项目),国家卫星应用产业化项目和高分辨对地观测系统重大专项,吸引了来自民政部国家减灾中心、国家地震局、北京大学、武汉大学、西南交大、中南大学等50余名专家学者集聚一堂,汇集卫星、航天、地面激光雷达等遥感技术,求索答案。

  攻克“黄金24小时”能快一秒是一秒

  “无人机准备起飞,同时申请国际空间与重大灾害宪章组织提供过境卫星遥感拍摄。”4月13日,长江学者、西南交大地球科学与环境工程学院教授朱庆手持对讲机,遥控指挥实验。“更快,是遥感应急的第一要求。”朱庆为记者讲述,“灾后第一时间启动无人机快速探测,最快2-4小时可以获得数据,实时回传,之后半小时内可以完成快拼,出第一张图。”

  2008年汶川特大地震,遥感应急曾错过“黄金24小时”。到2013年芦山地震,“遥感进步很大”。第一张震后无人机航拍影像图出现在当天下午17时左右。灾区房屋倒塌、道路损毁、滑坡等基本信息一应俱全,救援、民政、卫生等各部门,也正是基于这些信息展开科学有序的救援。“能快一秒是一秒。”朱庆告诉记者,目前我国已初步建立了卫星一航空飞机一地面观测网络相结合的立体遥感体系。遥感监测,除了第一时间直观提供整体灾情,重要作用几乎涵盖灾后救援和重建全过程。

  2007年5月,我国以国家航天局名义加入国际空间与重大灾害宪章组织,成为15个成员之一,参与全球的卫星遥感减灾救灾活动,与加拿大、美国、法国等国的航天机构共同为全球重大灾害提供监测服务。

  航天机构共同为全球重大灾害提供监测服务。

  看清“站立的废墟”侧位拍摄让斜裂纹无处藏身

  “以前的航拍只有一个正面镜头,我们只能俯视灾区的房顶。那些内伤严重、外表并无大碍的房屋,我们几乎无法判断是否受损。”张云生是此次北川实验、中南大学团队的负责人之一。他告诉记者,用航拍的“侧面相机”拍摄技术看清“站立的废墟”是实验的焦点。

  这个实验想法,来自芦山地震中受灾的天全县。张云生说,当时,在震后灾情航拍影像中,天全县的房子基本都还站立着。但后来当救援团队走近时,才发现这里80%以上的房屋几乎都成了危房。“这次的航拍飞机配备了3个相机,左右底部各一台。低空飞行时,侧面相机就可以拍到建筑物的侧面。”张云生说。

  只见约500米高的天空中,一架近1米长的无人机盘旋飞过。监视器旁,无人机驾驶员根据实时拍摄画面,沉着调整飞行角度。半个小时后,第一轮拍摄完成。张云生在电脑上放大拍摄画面,北川老县城内,禹龙北街的一处房屋进入视线。“你看,基本可以看清侧面墙壁上的斜裂纹。这些斜裂纹直接导致站立的房屋沦为废墟。”在张云生的带领下,记者走进禹龙北街实地考察。这幢尚未修建完工的建筑,没有倾斜、没有下沉,但墙壁上的斜裂纹每道将近有10厘米宽。

  负责进行此次实验地面激光扫描数据采集的团队,来自武汉大学,杜志强是该队的领队老师。没有灾情数据做参照,仅通过灾后数据完成损毁评估是他们的最终实验目标。“现场测绘情况看来,这栋房子已经完全无法住人,实际损毁比航拍图像严重得多。以后类似的情况就有了参照。”杜志强告诉记者,北川地震遗址各种损毁建筑及地质灾害特征典型、类型齐全。他们在整个遗址分布了17个测绘点,全面扫描。之后建成数据库,梳理出各类灾后受损实物参照典型案例,从而为今后灾情判断提供参考。

  “空天地”协同作战遥感应急体系尚不完美

  “我们课题的最终目标是建立空天地一体化协同观测与应急快速处理技术体系,为国家灾害应急、救助提供技术支持。”朱庆告诉记者,在极端天气和地质条件下,如何在最短时间获取应急响应所需要的多源遥感数据?遥感应急体系建设依旧存在诸多“进步空间”。“无人机快速调度”首当其冲。朱庆表示,很多企业单位都拥有自己的无人机,但却没有一个全国性的协同平台。一旦地质灾害出现,我们依旧无法最快速调度最近地域的无人机。因此在全国范围内建立协同应急体系是关键。

  目前很多应急技术停留在理想状况下。极端天气和地质条件下,如何保障科学技术有效发挥功效依旧不容乐观。例如,在通讯中断,以及其他应急硬件跟不上的情况下,现场获取的数据如何实时进行处理传输、快拼的现势图如何快速打印出图,最快送达救灾指挥中心等都将成为棘手难题。“如果各部门的数据资源能协同汇总,相互配合,发挥各自优势,遥感应急将发挥更大优势。”朱庆认为,芦山地震时建立的遥感数据“蓄水池应急平台”就是成功范例之一。

  芦山地震发生当天9时,科技部国家遥感中心系统便接到通知,立刻开始蓄水池应急平台的运行,通知7家航空遥感单位和8家卫星遥感单位将震区灾前遥感、测绘、地理和地质等各种数据汇入数据蓄水池平台,为中央和有关部门及时了解灾区现有遥感数据情况提供了有力保障。

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