Города Парадайз и Магалия в Северной Калифорнии, расположенные в предгорьях Сьерра-Невады, когда-то были процветающими общинами с населением более 27000 человек. Пожар «Camp Fire» в корне изменил эту ситуацию всего за несколько часов. Тысячи людей пострадали от этого пожара, около 100 человек погибли, тысячи семей потеряли свои дома.
В течение двух дней, совершая полёты над выжженными участками территории, пострадавшей от самого разрушительного пожара в штате, легион дронов проводил аэрофотосъёмку разрушений, чтобы помочь людям, которые потеряли свои дома. Всего за это время было сделано около 70000 снимков на площади 17000 акров, в результате чего было получено 1,4 триллиона пикселей данных.
Подробные данные и карты должны были помочь людям определить состояние их домов и ускорить получение страховых выплат. Видеозаписи оказались полезны бригадам по восстановлению, бригадам по сносу, городским планировщикам, учёным и исследователям, а также широкой общественности, позволяя лучше разобраться в сложившейся ситуации.
Округ Бьютт выпустил набор карт в высоком разрешении, включая скомпилированные фотографии, полученные с помощью беспилотников, 360-градусные интерактивные панорамы и карты до/после, которые демонстрируют последствия «Camp Fire» при поддержке данных системы GIS.
518 полётов, совершённых пилотами 16 аварийно-спасательных агентств в Северной Калифорнии, представляют собой одно из самых масштабных мероприятий в истории страны с задействованием беспилотников для устранения последствий катастрофы. 16 команд по работе с БПЛА находились под управлением офиса шерифа округа Аламеда. Наиболее активное участие в мероприятиях приняла полиция Стоктона, офис шерифа округа Контра-Коста и агентство Menlo Park Fire Protection District, а также полиция г. Юнион-Сити, полиция Хейварда и офис шерифа округа Станислос. Полиция Сан-Франциско контролировала состояние и соблюдение правил использования воздушного пространства. Помимо картографических данных было получено более 160 полных 360-градусных и интерактивных панорам с помощью приложения Hangar, а также видеоматериалы с географической привязкой вдоль главных шоссе, ведущих из г. Парадайз в г. Сурва. Этот комплексный набор данных был обработан в рекордно короткие сроки.
Фотографии и видео, сделанные с помощью беспилотников, были привязаны к местности и скомпилированы в виде карты, обеспечивая жителям возможность проверить состояние своих домов с помощью интерактивного приложения AI. Власти округа Бьютт опубликовали карты и аэрофотоснимки ещё до того, как многим жителям было разрешено вернуться в зону бедствия, чтобы проверить свои дома. Ссылка на карту территории округа Бьютт, пострадавшей от пожара.
«Мы надеемся, что эта карта поможет людям представить себе разрушительные последствия и сложность задачи, с которой нам пришлось столкнуться», - сказал шериф округа Бьютт Кори Хониа. «Мы полагаем, что с помощью карты люди получат доступ к информации, которая максимально ускорит получение страховых выплат».
Постановка задачи
На момент прибытия команд в воздухе все ещё было много дыма и пепла, возникшего в результате пожара. Люди были вынуждены работать в масках и соблюдать правила безопасности, чтобы минимизировать риски.
Местный командный пункт был размещён в конференц-зале Menlo Park Fire в Чико. Команда Menlo Park Fire уже работала на месте происшествия, в течение 10 дней защищая сооружения и борясь с огнём. Когда команду сменили, она предоставила оборудование, информацию и двух своих сотрудников для работы в группе по использованию БПЛА и составления карт.
Большой объём информации ежедневно направлялся в центр обработки данных, расположенный штаб-квартире партнёра DJI по разработке программного обеспечения DroneDeploy в Сан-Франциско. Группе по обработке данных удалось создать подробную интерактивную карту в течение 24 часов после получения снимков и информации с помощью дронов. Это образец наиболее масштабных согласованных действий специалистов по работе с дронами за всю историю, который предполагал максимально быстрый анализ огромного объёма данных.
Проблемы картографирования территории площадью 13000 футбольных полей
Разбивка карт на отдельные зоны
Было необходимо совершить много полётов, чтобы обследовать территорию площадью 17000 акров, что соответствует примерно 13000 футбольных полей. Одна из проблем заключалась в том, как правильно разбить эту территорию на отдельные зоны, чтобы сделать карты.
Командам удалось выделить участки, проходившие вдоль основных шоссе, создав необходимую зону перекрытия, чтобы отдельно нанесённые на карту участки перекрывали друг друга, обеспечивая качественное соединение границ при создании окончательной версии карты.
Огромная территория была разделена на более, чем 30 участков площадью 250-300 акров, для картографирования которых были необходимы 4-6 аккумуляторов. Сразу после получения результатов были созданы крупномасштабные карты, которые поступали в командный пункт для обработки информации и отправки команд.
Стандартизация платформы дронов
Представьте себе, что вам нужно нанести на карту 17000 акров земли, используя несколько мультикоптеров, в зоне сильного задымления, где отсутствуют источники электроэнергии, практически нет подключения к сетям LTE/4G и неровный рельеф с высокими, отдельно стоящими деревьями. Настоящий кошмар!
Команды стандартизировали процесс, используя исключительно платформы DJI Phantom 4. Для своего размера и стоимости дрон оснащён мощной камерой: 1-дюймовый датчик, разрешение 20 Мп, угол обзора 84° и универсальный затвор.
Потребление энергии
Для того, чтобы обеспечить качественные снимки с перекрытием команде пришлось совершить 518 полётов. Это означает, что нужно было иметь 518 заряженных аккумуляторов. Но полностью заряженные аккумуляторы для Phantom 4 это только полдела. Также необходимо подзаряжать радиоконтроллер и планшет. Это большая проблема, потому что у большинства пилотов было под рукой не более 6-8 аккумуляторов. Команды специалистов по картографированию рассчитали, что при самом благоприятном раскладе одного аккумулятора хватит на 45-50 акров. Поэтому для обеспечения эффективного выполнения картографических работ крайне важно было убедиться в том, что у команд имелся достаточный запас аккумуляторов и зарядных устройств.
Управление данными
Управление данными всегда остаётся нелёгкой задачей для пилотов, особенно если у вас 16 команд и ещё больше дронов. Важно снабдить каждого пилота стандартным набором операций, чтобы все команды соблюдали протокол сбора, хранения и передачи данных. Эта задача была выполнена благодаря тесному взаимодействию 16 команд, принимавших участие в операции.
Ещё более сложной задачей является преобразование огромного объёма данных в полезную информацию с последующей интеграцией в различные продукты GIS. Благодаря Грегу Крутсингеру и консалтинговой компании ScholarFarms удалось скоординировать действия аварийных служб и различных агентств.
Собрав более 70000 снимков и почти 500 Гб данных, команды обратились к компании DroneDeploy, занимающейся разработкой программного обеспечения для дронов в Сан-Франциско, за помощью в обработке данных. Поскольку в пострадавшем регионе не было доступа к Интернету, командам БПЛА пришлось доставить жёсткие диски с полученными данными в Сан-Франциско, после чего Джоно Миллин (соучредитель компании DroneDeploy) вместе с сотрудниками отдела продаж и проектирования загрузили снимки в программу. На следующий день собранные данные были представлены в виде 75 карт с помощью кластера для обработки и управления огромным потоком визуальной информации, который команда инженеров установила в своём облаке. В итоге 1,4 триллиона пикселей изображений, сделанных с помощью беспилотников, превратились в карту размером 100 млрд пикселей.
Полученные карты были немедленно переданы персоналу спасательных и аварийных служб. Благодаря данным, собранным в режиме реального времени, пожарная бригада обозначила на карте пострадавшие участки и составила план дальнейших действий. Карты пригодились и поисково-спасательным командам, которые занимались поиском пропавших людей. Жертвы пожара также были рады воспользоваться картами. Поскольку на картах были нанесены целые кварталы, домовладельцы передали снимки страховым компаниям, которые смогли приступить к обработке исков немедленно, хотя обычно этот процесс занимает дни или недели. Многие использовали снимки для получения доступа к фондам Федерального агентства по управлению в чрезвычайных ситуациях для жертв пожаров.
Выводы
Беспилотники, предназначенные для использования в противопожарных операциях, особенно в случае крупных лесных пожаров, а также локальных пожаров, оказывают помощь не только во время тушения огня, особенно в тёмное время суток благодаря датчикам тепловизоров, но и играют важную вспомогательную роль в ходе аварийно-спасательных работ, поиска, восстановления после пожара и оценки нанесённого ущерба.
В случае крупномасштабных операций, в которых задействовано более одного подразделения и команды по работе с дронами, ведущая роль отводится сотрудничеству и стандартизации действий как во время операции, так и после её завершения, когда наступает время обработки и использования данных, полученных с помощью дронов.
В случае округа Бьютт потребовалось менее 48 часов с момента запуска первого дрона, чтобы подготовить карту для проведения аварийно-спасательных работ. В данном случае речь идёт о согласованной реакции команд по работе с дронами на ликвидацию последствий масштабного бедствия и максимально оперативной обработке огромного объёма данных. Применение дронов будет и дальше способствовать повышению безопасности работников аварийных служб, минимизируя время выполнения особо важных задач.
Беспилотники влияют на подход государственных органов к обслуживанию населения. Использование беспилотников в сфере общественной безопасности началось уже давно, а теперь предприимчивые правительственные организации и департаменты изучают возможность их применения в других областях: от транспорта и общественных работ до планирования и оказания услуг в сфере экологии. Для получения дополнительной информации о программах использования БПЛА и изучении передовых методов, которые помогут вам разобраться в том, как беспилотники способны послужить на благо вашего сообщества, загрузите данный отчёт.
