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鲁甸地震无人机“先发制人”

龙头山镇是鲁甸地震的震中地区,徐鹏一行人找到了一处较为平整的地点——一位老乡家尚且坚挺的楼顶,迅速将无人机组装起来,按照设定的航线,将无人机送上天,从拆开箱子组装到离地升空,只用了二十分钟时间。

  8月3日,云南鲁甸发生6.5级地震,这次地震是滇东北40年来最大地震,截至8月8日15时,地震共造成617人死亡,112人失踪,3000余人受伤。回顾2008年汶川地震后的几次大地震,鲁甸地震造成的人员伤亡仅次于汶川、玉树地震,在向那些逝去的生命致哀的同时,我们也看到地震发生后的应急救援体系逐渐成熟,灾情就是命令,充分利用“黄金72小时”已经成为普遍共识。

  中科院院士、遥感专家李小文在汶川地震时的那篇“遥感道歉”言犹在耳,但时至今日,我们总是能够看到在地震发生后的第一时间,携带有无人机装备的测绘应急队伍就已经奔赴灾区前线,在最短的时间里获取灾区影像,用于灾后救援决策。而在鲁甸地震发生后,抗震救灾指挥部除了可以利用遥感现势图研判灾害形势外,还多了一个救援利器——震区三维实景图,通过切换各种视角,实现了对震区各个方位的观测,为制定下一步的救援方案以及防止次生灾害的发生提供了极大便利。

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三维震区图

  这么短的时间里就获得了灾后震区三维实景图,这是如何实现的?一篇名为《无人机拍出首张三维震区图木梁纹路清晰可见》的报道曾对此有所报道,称是利用无人机快速三维建模技术,但仍然稍显笼统。同样是在这篇报道里,笔者注意到一个熟悉的名字“徐鹏”,但却被冠以“北大数字中国研究院多维仿真工程中心总工程师”的头衔。笔者略带疑惑:这是否是曾经采访过的北京红鹏天绘科技有限责任公司的总裁徐鹏?后来得知,红鹏天绘作为无人机倾斜摄影及三维快速建模的提供方,参与了鲁甸地震的救援工作。而为了能够对无人机快速三维建模技术有更详尽的了解,笔者对红鹏天绘总裁徐鹏进行了专访。

  一开始,徐鹏就解答了笔者的疑问,原来他不仅是北京红鹏天绘公司的总裁,还是北大数字中国研究院多维仿真工程中心的主任兼总工程师。正是因为在无人机快速三维建模领域积累的丰富经验,身为总裁的他才作为遥感专家,亲赴救援前沿。

  首张地震灾区三维地图诞生记

  在讲述参与抗震救援的过程时,已经从灾区归来多日的徐鹏依旧按捺不住心中的激动之情。他说道,8月4号早晨发生地震,当天晚上接到的通知,然后第二天一早飞到昆明,5号集结了四名技术骨干以及两套完整的无人机及建模服务器等装备,驱车奔赴灾区,但过了鲁甸县之后,路边的山体不断塌方,车开了一段时间后,只能徒步行进。由于时间紧迫,他们恨不得脚下生风,赶忙一路小跑,来到了龙头山镇附近,由于巨大的滑坡体的阻挡,无法进入。

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鲁甸抗震救援中所用的无人机

  龙头山镇是这次地震的震中地区,徐鹏一行人找到了一处较为平整的地点——一位老乡家尚且坚挺的楼顶,迅速将无人机组装起来,按照设定的航线,将无人机送上天,从拆开箱子组装到离地升空,只用了二十分钟时间。随后,无人机在7分钟的飞行时间里,“扫描”了10万平方米,接下来,根据无人机采集来的分辨率为4cm的影像,迅速生成了震区的三维立体图像,据悉,这也是我国首张地震灾区三维地图。

  徐鹏向我们展示了这张宝贵的震区图,在他的操作之下,龙头山镇的灾区全貌一览无余,各个角度都能迅速灵活地进行切换,每一棵庄稼,每一片瓦,都能看得清清楚楚,难怪其他的媒体同行在报道中写到“就连垮塌房屋木梁上纹路都清晰可见”。这种三维成像的逼真效果,让笔者不由得联想到中学时代曾经玩过唯一一款三维单机游戏《古墓丽影》,但俨然,如今的三维技术早就不可同日而语了,因为从前的三维图上,石头和树木之类的物体,都是“趴在地上的”,而这张震区图会为给人一种非常直观而真实的感觉,这种沉浸式体验对于前后方的远程会商,发挥了重要的协调作用。

  地震灾区危险重重  震区三维图“威力无穷”

  徐鹏表示,地震的破坏性往往不及次生灾害的破坏性大,滑坡、泥石流、堰塞湖都属于次生灾害。以滑坡为例,救援官兵必须第一时间统计清楚滑坡体的情况,再研究治理方案。否则,刚把灾民安置好,又会受到另一重灾害的影响。为了向我们说明这张三维震区图的具体用途,他以滑坡体为例做了一个演示:用鼠标在图中的一处滑坡体上划了一道线,屏幕上就呈现出坡度高47米,高程26米的直观信息,而它的面积和整个土方量也得以预估出来。徐鹏表示,凭借这些数据,武警救援部队在打通道路时,就会提前有一个科学的估算。

  在鲁甸地震中,无论是无人机航飞,还是无人机快速三维建模,都离不开一个“快”字。因为只有争分夺秒,才能挽回更多的损失,甚至是宝贵的生命。无人机快速建模作为在灾害中的首次应用,表现出色,这让无人机专家徐鹏看来,是再正常不过的事了。因为徐鹏表示,无人机的应用,与常规的技术手段相比有三大优势:首先,无需人到现场去,就可以采集灾区的一手信息,避免了次生灾害的风险;其次,节省了很多宝贵时间与大量的人力,无人机几分钟就能出结果;再次,克服了灾区交通不畅的难题,否则有些地区,救援人员根本无法进入。这三大优势,听上去似乎直升机也同样具备,但徐鹏补充说道,直升机起码需要一块100平方米的空地,而在鲁甸震区,尤其是在石块还在滚滚坠落的堰塞湖,这完全没有可能。[page]

  其实,在抗震救援中,不仅时间紧,任务重,还潜伏着许多未知的危险。对于鲁甸地震中曾遭遇的险情,徐鹏也只是轻描淡写地讲了一些。从他的叙述中,笔者了解到了灾后救援工作危险重重。在地震刚刚过去的鲁甸地区,每天要经历大大小小的五六次余震,当徐鹏一行人还正在一栋危房上组装无人机组时,余震就来了。而他们在灾区落脚的地方,一边是危房,一边竟是滑坡体。当时的局面对救援人员是一种考验,对无人机而言,也是一种挑战。徐鹏讲,技术人员曾跟他说,有一次在堰塞湖旁起飞时,无人机的三个起飞架,二个已经升空,有一个却还陷在泥巴里,飞不起来。由于地质滑坡以后,位置变化巨大,原定的设计航线与之有着很大出入,有一次无人机就曾差一点撞到山上。

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无人机操作系统

  在徐鹏的亲身演示以及一张张照片的讲解下,笔者了解了无人机的“神奇威力”,但徐鹏告诉笔者,无人机要施展神奇威力,实际上一点也不复杂,只需要设定航线,无人机航飞之后会自动回来,即使折断了一只桨叶了,也会回到起飞点。他一再强调,红鹏做的不是“高大上”,而是“接地气儿”,通过十来天的简单培训,普通人也能当上无人机驾驶员。

  参与到抗震救援之中是怎样的渊源?

  作为首家参与抗震救灾的无人机快速三维建模的提供商,红鹏天绘自有其独到之处。徐鹏坦言,他在无人机领域已摸爬滚打了二十余年,对其研发设计应用有着深刻的理解。在他的带领之下,红鹏天绘自主研发了几款无人机,鲁甸地震的灾后救援中使用的无人机也正是其中的一架,它已有500余次的飞行架次,性能非常可靠。徐鹏在无人机领域的发言权,还在于他的“精”,他甚至不放过一颗螺丝钉。在他看来,无人机组装时,一颗螺丝钉也会拖延几分钟的时间,因此,尽量改换成方便的卡扣式可拆块。这是这种持之以恒的坚持,使得红鹏自主研发的无人机外挂系统赶超了世界水平,获得了国家测绘局颁发的鉴定认证。

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北京红鹏天绘总裁徐鹏

  除了徐鹏对无人机的孜孜追求,他一手创建的红鹏公司自从其诞生之日起,就有了得天独厚的优势。红鹏是一家脱胎于部队企业的现代公司,正是这种与军队的历史渊源,使其与部队的合作非常顺利,这种态度往往是那些不愿与部队打交道的同行企业所不具备的。因此,红鹏天绘也就顺理成章地成为了首家参与抗震救灾的无人机快速三维建模企业。

  面对这样的成绩,徐鹏谦虚地表示,不过是“站在了风口之上”,因为近年来才兴起了倾斜摄影技术。正是借助了倾斜摄影三维技术,才实现了将世界还原为真实三维的想法,这是千载难逢的机遇,红鹏天绘恰如其分地把握住了这个机遇。他认为,通过本次鲁甸地震的考验,无人机倾斜摄影三维技术得到了国家测绘地理信息局的重视与认可。但尽管如此,徐鹏坦言,它的作用和价值还远远没有被人们所认识,因此,其推广和宣传工作依旧是任重而道远。

  经验之谈 继往开来

  在突发的自然灾害面前,人显得那么渺小,只有全国人民齐心协力,才能众志成城,共度难关。在问及对其它的地理信息企业参与灾后救援有何建议的时候,徐鹏语重心长的说,关键的一点在于,产品的生产周期要尽可能地缩短,以满足救灾这种争分夺秒的任务需求。因此,数据的生产周期最好能做到一天。其次,地理信息企业要勇于参与,因为只有在实战条件下,深入发现自己的问题,发现用户的需求,再义无反顾地投入到改善工作之中,才能满足客户的整体需求,而不止是单一需求,进而能够在日后的灾后救援中发挥更大的作用。

  笔者希望越来越多的地理信息企业能够发挥自身的优势,积极参与到灾后救援工作中,让地理信息技术真正地服务于民,造福于人。(文|龙薇)

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