Когда в северной Калифорнии разразились огненные бури, спасатели сделали все возможное, чтобы защитить жизнь и имущество людей.
К сожалению, за несколько дней от пожаров пострадали десятки тысяч акров земли.
Одним из особенно сильно пострадавших районов стал город Санта-Роза и его окрестности, где в пепел превратились свыше 34000 акров территории, большая часть которой была занята жилыми постройками. Когда происходят природные и техногенные катастрофы, сотрудники аварийно-спасательных служб обращаются к таким людям, как командир Том Мэдиган, который 20 лет проработал в участке шерифа округа Аламеда, чтобы как можно быстрее собрать информацию, необходимую для эффективной борьбы и ликвидации последствий катастрофы.
Мэдиган курирует программу по работе с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА). В рамках мер по ликвидации последствий катастрофы в Санта-Розе Мэдиган получил от Федерального авиационного управления разрешение на временное ограничение на полёты. Это разрешение позволило Мэдигану собрать необходимые данные с помощью увеличившегося парка дронов.
Проведя оперативную оценку ущерба, Мэдиган обратился за помощью к профессиональному картографу Грегу Крутсингеру из компании Scholar Farms и его методам структурирования и последующей обработки данных.
Отправная точка
Пожары продолжали бушевать, и первой остановкой Мэдигана и Крутсингера стал парк мобильных домов для пенсионеров Journey’s End Mobile Park в Санта-Розе, где во время пожаров погибли два человека.
С помощью дрона DJI Phantom 4, оснащённого 12-мегапиксельными камерами, команда смогла быстро закартографировать парк мобильных домов для пенсионеров. После 90-минутной обработки снимков с помощью профессионального программного обеспечения для фотограмметрии Pix4Dmapper, Крутсингер представил Мэдигану 2D и 3D модели объекта в высоком разрешении.
Следующей остановкой стал парк Коффи (Coffey Park), пригородный район, где 3500 домов сгорели дотла.
Сгоревшая машина перед разрушенным домом
Картографирование сгоревшего участка
Ущерб, нанесённый парку Коффи, был значительно масштабнее и серьёзнее, чем урон, нанесённый парку мобильных домов. Большая часть района площадью 1,2 квадратных километра превратилась в пепел.
Мэдиган вспоминает: «Нам нужна была карта, которая помогла бы скоординировать действия аварийных служб и установить периметры. Нашей первоочередной задачей было убедиться в том, что никто не пострадает после того, как жители вернутся в зону пожара. Кроме того, карты должны были помочь жителям оценить размер ущерба, нанесённого их домам и имуществу».
Команда ещё раз обратилась за помощью к флоту департамента, в который вошли дроны DJI Phantom 4, оснащённые 12-мегапиксельными камерами. Им приходилось следить, чтобы дроны держались подальше от пилотируемых летательных аппаратов, включая вертолёты Cal Fire, работавшие в этом районе.
Крутсингер говорит: «Дроны не могли подниматься на высоту более 100 футов, и должны были немедленно прервать полёт, если в этом районе появлялись другие летательные аппараты. Из-за ограничения по высоте нам пришлось совершить много полётов, чтобы исследовать максимально воможную территорию».
Обычно Крутсингер проводит картографирование на высоте около 400 футов. Полёт на высоте в 4 раза ниже обычного означал, что команде понадобится в 4 раза больше времени и фотографий, чтобы справиться с заданием. В ходе исследования парка Коффи роль Крутсингера заключалась в составлении маршрутов беспилотников, чтобы обеспечить оптимальный коэффициент перекрытия при подготовке фотографий.
Нам нужна была карта, которая помогла бы скоординировать действия аварийных служб и установить периметры.Шериф Том Мэдиган.
Процесс был простым, хотя и утомительным: Крутсингер вручную загружал задачу в программу беспилотника, передавал его пилоту, а затем переходил к следующей задаче с помощью карты Google на своём телефоне. В итоге для того, чтобы закартографировать парк Коффи понадобилось около двух десятков полётов (и столько же аккумуляторов). Кроме того, всего за несколько часов команда сделала панорамные снимки окрестностей, на создание которых потребовалось бы несколько дней в случае традиционных пеших исследования с камерой или сканером в руках.
Полученные данные были скопированы с карт памяти БПЛА на ноутбук Крутсингера, который работал на генераторе. В результате огромной работы, включавшей десятки полётов и аккумуляторов для беспилотников, было получено беспрецедентное количество информации (почти 10000 фотографий общим объёмом 50 Гб) с приблизительным разрешением квадратный дюйм на пиксель.
Карта парка Коффи, пострадавшего от пожара в Санта-Роуз
Вид из пепла
Крутсингер выяснил, что главная проблема заключалась в том, чтобы обработать огромное количество данных за рекордно короткий срок, на котором настаивали органы власти и СМИ. Перенос больших объёмов данных с SD-карт на внешние жёсткие диски, а затем на компьютеры, загрузка и выгрузка данных с облачных платформ – всё это увеличивало время обработки и получение конечных продуктов.
Он вспоминает: «Я никогда раньше не работал с такими массивами данных, но я знал людей, у которых был такой опыт. Я позвонил в службу технической поддержки Pix4D в Сан-Франциско».
С помощью специалистов компании Pix4D все изображения были сведены в Pix4Dmapper всего за 46 часов. Было создано 3D уплотнённое облако точек сканирования, 3D структурная сетка и ортомозаика в высоком разрешении объёмом 1 Гб.
Крутсингер добавляет: «Преимущество Pix4Dmapper заключается в его способности быстро преобразовывать снимки в карту в сверхвысоком разрешении, позволяющую принимать максимально эффективные решения».
Снимки и полученная информация превратились в интерактивную карту на Mapbox
Простота изображения
Чтобы упростить Мэдигану и его команде процесс использования карты в полевых условиях, Крутсингер работал с открытым онлайн-сервисом для создания и публикации карт Mapbox.
Он поясняет: «В течение 24 часов в Mapbox была создана онлайн-карта с улицами и адресами всех домов или мест, где раньше были расположены дома. А ещё мы смогли наложить панорамные снимки этих районов».
Благодаря картам государственные организации и сами жители смогли оценить ущерб, нанесённый домам и всему району, ещё до того, как им разрешили вернуться на место пожара.
Мэдиган добавляет: «Помимо целей, связанных с охраной общественной безопасности, эти данные оказались полезными для межведомственной координации и документирования. Например, полученная информация была передана менеджерам по чрезвычайным ситуациям округа Сонома, чтобы они могли составить представление о создавшейся ситуации и оценить масштаб нанесённого ущерба».
Карты находились в общественном доступе, начиная с момента ликвидации пожаров, и продолжают оставаться доступными для просмотра. Поскольку они содержат ценную информацию по вопросам общественной безопасности, их можно найти в статьях The New York Times, Motherboard и Mapbox.
