从2008年到2010年,中国连续发生大型灾难,数量与程度均超以往。这些灾难不仅造成了大量人员伤亡,更毁损了道路桥梁,中断了灾区与外界的联系,使救援人员无法快速获知里面的情况,这就使得救灾决策变得十分困难。
“在这种情况下,我们需要做的就是,尽快获得一张遥感地图,以在第一时间获知灾区的信息,从而方便决策。”有关专家告诉记者,“无人机在这个时候就派上了用场”。
多“兵种”作战
无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操纵的不载人飞行器,有很多优点,最突出的是小型轻便、高效机动:它比普通飞机体积小很多,对起飞场地也没有那么严格;不需要人员驾驶,有效保障了救援人员的生命安全;能够完成低空小范围的飞行任务,从而拍到更清晰的遥感图片;也不会像载人飞机那样受到严格的空域管制。因此,无人机在这几次大的救灾行动中应用广泛。
尽管如此,由于某些技术的局限,无人机也并不是万能的。中国科学院对地观测与数字地球科学中心王思远副研究员的评价很中肯:“虽然无人机拍摄范围小,能够进行比较细致的区域的拍摄,但也因为它的小体积,携带不了多少油,自然也无法飞行很远的距离。”中国科学院地理科学与资源研究所程维明副研究员也表示,“无人机拍摄范围小但比较灵活,主要用在天气晴好的时候;在多云或者阴雨的天气主要用雷达进行监测。”“雷达微波具有很强的穿透性,不受可见光的影像,精度也可以达到0.5米。只是成像与适合视觉的光学影像有很大差别,目测解译稍有困难。”王思远说。
因此,在应急救灾中,无人机通常并不是唯一的手段,更多的时候需要和其他的遥感手段结合起来。
解译的“魅力”
“3S技术确实在应急救灾中起到了很大的作用。在人进不去的情况下,帮助我们全面及时地掌握一些信息,为救灾提供指导。但排除这种人无法进入的情况以外,研究人员还是应该在数据图像的指导下进行实际勘测。”程维明举例说:“汶川地震后,我们在对遥感影像进行解译的过程中发现,好多房屋在影像上看是好的,但实际到地面上看的时候才发现都是歪楼,根本没法住人。对桥梁的监测也是一样,倘若桥没有断裂,在遥感影像上看来就是好的,但若到实地观察,就会发现桥上有裂缝,没法通行。这些都是在具体做决策时候需要考虑到的。”
人力的耗费是应急中很现实的问题。计算机只能如实反映拍摄到的景象,但至于这些景象叫做“房子”还是“树木”还得靠人来判断,甚至要靠有关专家到现场进行排查。然而,王思远从反面分析这个问题,也让我们技术的进步产生了希望:“虽然无法确定在图上看起来是好的房屋是否完全倒塌,但我们至少可以确定在图上看起来就倒塌了的房屋一定是倒塌了的,那么在进行实际排查的时候就没有必要再确定这些房屋了,不也是对人力的一种节省吗?”
技术瓶颈亟待突破
王思远的话很有道理,我们应该对技术的进步满怀欣喜,毕竟我们没有在灾难面前束手无策。但,与此同时,看到技术的不足也能够给我们继续钻研的动力,以使我们在应对灾难的时候做得越来越好。
首先,我国在卫星数据的获取方式相对匮乏。我国还没有专门用于测绘的卫星,已经发送的卫星在获取地面信息、分辨率等技术指标方面并不能适应测绘工作,特别是减灾的要求。目前我国在救灾中使用的卫星数据基本是通过国内的卫星数据代理企业向国外购买的。这就在需要的时候受到了一些限制。但国家测绘局测绘发展研究中心徐永清主任说,“这个问题很快就能解决了,国家明年计划发射的‘资源三号’就是专门应对测绘需要的。到时候我们应该就能有自己的数据。”
其次,灾前数据匮乏且老旧。在灾后对灾情进行分析的时候需要用到灾前和灾后的数据。但我国很多地方灾前的数据几乎没有,有的也十分老旧。这就为我们的应急分析制造了障碍。灾难发生的时候,往往需要先对灾前的地图进行修测,才能达到比对的目的,无形之中贻误了救灾时机。王思远指出,“我国很多基础地理信息都是从1:50000的地形图数字上转换过来的,但那些图多形成于70年代,最近的也是九十年代测的,与现在的情况相差很大。”他认为,“虽然国家测绘局每年都要向国外购买很多数据,但这些数据最终变成地图也是需要过程的,也需要国家的投入,成本很高。从技术上来看,每个卫星都有自己固定的轨道,无法监测到全国每一寸土地,这也为数据的储备带来了困难。”徐永清主任更是一针见血地指出:“国家那么大,如果对每一寸土地进行勘测,投入是十分可观的。因此只能对那些发生过灾难的地区进行重点勘测,对无人区或者人烟稀少的地方监测就比较少。”因此,与其说是技术上的原因,其实更涵盖了国民经济等问题。技术的发展还是应该以国民能吃饱肚子为前提。
第三,灾难预测是世界难题。我们所采访的专家都认为,灾难预测,尤其是对地震的预测,是一个世界性的难题,任何国家都无法解决。王思远指出:“地震预报就像遥感一样,有些事情能做,有些事情做不来。地震专家只能预测哪个大的地区有发生地震的可能,但无法精确到具体的地点。这在国外也是一样,美国建立了很多大型的预警系统,有可能通过地面的配合覆盖一些重点区域,但也无法进行精准的预测。中国在这方面就更薄弱了。”他认为,“虽然中国的十二五计划明确提出要建立预警系统,但如此大的投入也是需要国家考虑经济发展水平的。”
最后,技术的更新速度和程度有待加强。北京朗天博泰科技有限公司总经理白瑞杰对记者说,“在应急救灾中,我们所使用的设备受天气影响很大——下雨不行,可见光不够也不行。所以,要针对这种复杂的天气对设备进行更深层次的开发。”他转而又说道,“但实际上,我们也能感受到技术在一点点进步,每次救灾都有前所未有的新变化。比如说,我们通过绵阳救灾对设备进行重点更新后,空中下雨也能拿到数据,只是是仍然没有办法解决云层的问题。但我相信,在技术发展到一定程度后,这个问题也是可以解决的。”
仍需不断完善制度体系
如果说技术的革新不是一蹴而就的事情,那么我们在关注技术进步的同时可以将部分精力转移到对制度的反思上。事实上,在接受本刊记者采访的过程中,各位专家也都谈到了这方面的问题,概括来说有如下两点:
第一,放宽灾难中的空域管制问题。空域管制是世界各国对自有领空进行管理的手段,有利于保障一国的国家安全。因此,在我国起飞和降落飞行器要经过严格的审批程序。但这种程序在灾难的时候就显得极为繁琐,甚至与救灾当时的紧急氛围“格格不入”。因此,各位专家在谈及无人机的时候,都将“空域限制条件少”作为它的一个显著优点。尤其是在目前国家已经放开了一千米低空限制的大背景下,无人机的这个优点更为显著。但这对于应急救灾来说显然还是不够的。在遥感减灾中,我们需要的是“多兵种协同作战”,这就需要国家更大程度地放开空域限制,至少有相关的法律、制度基础作为保障为重大灾害时的航空遥感“打开方便之门”。
第二,搭建资源和信息互助共享的技术平台。搭建资源共享平台,实现信息互助对应急救灾来说非常重要,国家也大力提倡,号召各个单位建立共享机制。但几乎所有专家认为,这“是个好主意,但实施效果不大”。王思远将其原因归结为“国家条块分割的行政体制”,各部门都有自身的利益,共享自然也就不是那么容易的。“其实最关键的还是知识产权问题。”他指出,“虽然救灾时我可以把数据无偿给其他部门用,但灾难过后呢?有些辛苦做出来的地质数据可以被利用产生很多衍生数据,最终可能就把自己的成果给竞争了。”徐永清主任也同意这种观点,“部门间的利益是道槛,国家不能因为公有制就忽略这些利益。只有在承认利益的基础上做些调整才能解决这个问题。”
“当然,尽管制度因素是现实存在,不可忽略的,但技术的进步更为根本。在对灾害的评估尤其是预测方面,目前的科学研究还很肤浅,不确定的因素很多;倘若再进入一个新的研究层次,还有很长的路要走。”王思远最后总结道。(杨帆)

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