چه زلزله، سونامی، سیل یا آتش‌سوزی، موقعیت‌یابی، ناوبری و آب و هوا (PNT) و فناوری‌های ثبت واقعیت نقش حیاتی در تلاش‌های بازیابی و بازیابی بلایا دارند. در این وبلاگ، ما به نحوه استفاده از آنها با مثالی در دنیای واقعی نگاه می کنیم که چگونه فناوری VIAVI به بهبودی از بدترین آتش سوزی در ایالات متحده در بیش از 100 سال گذشته کمک می کند.
با تغییرات آب و هوایی، خطر و شدت حوادث سیل و آتش سوزی به طور قابل توجهی افزایش یافته است. اینجا در ایالات متحده، آتش سوزی Palisades در لس آنجلس در اوایل امسال خبرساز شد، و دیگر آتش سوزی های بزرگ جهانی تنها از این سال شامل آتش سوزی های اسرائیل/کرانه باختری، کره جنوبی، آمازون و دایره قطب شمال می شود.
مرگبارترین آتش سوزی بیش از 100 سال در ایالات متحده تنها دو سال پیش، در آگوست 2023 رخ داد، زیرا آتش سوزی لاهاینا در جزیره مائوئی، هاوایی بیش از 100 قربانی گرفت. همچنین تخمین زده می شود که بیش از 2000 سازه تخریب شده است که مجموع خسارات در ابتدا بیش از 6 میلیارد دلار برآورد شده است.
در این وبلاگ، ما به نحوه استفاده از داده‌های مکانی و نقشه‌برداری شرکت مشاوره Basemap، LiDAR، دوربین و داده‌های PNT از بخش آزمایشگاه‌های اینرسی VIAVI و Hexagon │ NovAtel را برای کمک به بازسازی جوامع پس از آتش‌سوزی لاهاینا، مستقر می‌کنیم.
نقشه برداری از میزان آسیب
پس از آتش سوزی، سرعت بازیابی با چالش های لجستیکی، نظارتی و عملی تا حدودی محدود شد. انزوای هاوایی ممکن است به این معنی باشد که منابع محدود هستند یا باید وارد شوند، از جمله مصالح ساختمانی، نیروی کار و مهارت‌های خاص.
منابعی که می توانند به سرعت به کار گرفته شوند امتیاز مثبتی هستند و تصاویر هوایی و ماهواره ای اکنون ابزارهای ضروری برای برنامه ریزی و واکنش در بلایا هستند. به طور خاص، LiDAR و InSAR (رادار تداخلی مصنوعی دیافراگم) به سرعت برای ارزیابی های پس از رویداد مورد استفاده قرار می گیرند.
یکی از چالش‌های اصلی در بازیابی این است که تعداد بسیار کمی در مناطق آسیب دیده باقی مانده است، به این معنی که شناسایی مرزهای دارایی دشوار است و بررسی‌های جدید اولین قدم مهم است. با توجه به فرآیندهای مجوز و تامین مالی، بررسی املاک فردی بسیار کارآمد نیست و بار هزینه قابل توجهی را نشان می دهد.
قبل از آتش سوزی، پهپادها به عنوان راهی برای افزایش کارایی بررسی مورد بحث قرار می گرفتند. پس از آتش سوزی، آنها به ابزاری حیاتی برای تعیین مرزهای دارایی، همراه با ویژگی های فیزیکی، زمین، سازه ها، تاسیسات و درختان تبدیل شدند.
گرفتن
ضبط در اواخر سال 2024، پس از پاکسازی آوار در منطقه تقریباً کامل شد و مجوزهای پرواز ایمن شد.
اولین گام، تقسیم 1500 هکتار (600 هکتار) مورد علاقه به پنج زیر سایت بود که توسط یک پرواز تصویربرداری از یک تپه مشرف به منطقه آسیب دیده انجام شد. سپس Basemap چندین هدف هوایی استاندارد را در هر زیر سایت قرار داد. بناهای یادبود خیابانی جدید و اخیراً رنگ آمیزی شده نیز برای استفاده به عنوان اهداف هوایی دیگر تغییر کاربری داده شدند.
ارتباط این تصاویر با مکان های دقیق ضروری است. برای این منظور، داده های GNSS از یک ایستگاه مرجع تازه تاسیس در تپه ای نزدیک گرفته شد. از این رو، Basemap این را با یک ایستگاه پایه GNSS قابل حمل گسترش داد.
سپس این فایل‌های مشاهده‌ای توسط Basemap در سینماتیک پس از پردازش (PPK) همراه با مرحله واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU) با استفاده از نرم‌افزار آزمایشگاه‌های اینرسی PCMasterPro VIAVI استفاده شدند. این نرم افزار دارای Hexagon │ Waypoint Inertial Explorer NovAtel است و دقت فضایی مورد نیاز برای تصاویر و ابرهای نقطه LiDAR را برای برآوردن مشخصات نقشه برداری و مهندسی فراهم می کند.
برای دستیابی به این هدف، Basemap از RESEPI™ Lite (ابزار سنجش از راه دور بارگذاری بار) از آزمایشگاه‌های Inertial، شرکت راه‌حل‌های VIAVI استفاده می‌کند. این یک سیستم ناوبری اینرسی تک آنتنی ترکیبی به کمک GNSS با دیتالاگر (ارائه شده توسط گیرنده OEM7 از Hexagon │ NovAtel)، LiDAR، دوربین و سیستم ارتباطی است. برای این سیستم یک فیلتر کالمن نیز قبل از همگام سازی با داده های GNSS روی خروجی اعمال می شود.
این نرم افزار Waypoint IE به طور کامل با داده های IMU شخص ثالث یکپارچه شده است و اطلاعات GNSS را از حداکثر 32 پایه با داده های اینرسی ترکیب می کند تا اطلاعات مکان دقیق را حتی با سنسورهای اینرسی پایین تر ارائه دهد.
مطمئن شوید که پشته فناوری درست است
هنگام ایجاد ترکیب فنی یک سیستم ثبت واقعیت پهپاد، سه ملاحظات اصلی وجود دارد. اولین مورد لیزر است، با انتخاب قابلیت های LiDAR که توسط هدف نهایی که برای آن استفاده می شود دیکته می شود. نکته دوم دوربین است و بسیاری از سیستم‌های پهپاد LiDAR – از جمله پیشنهادات VIAVI Inertial Labs – یک دوربین RGB را برای جمع‌آوری همزمان نقاط LiDAR و تصاویر با وضوح بالا ادغام می‌کنند. عکس های به دست آمده از این نه تنها برای فتوگرامتری سنتی، بلکه برای رنگ آمیزی ابر نقطه LiDAR نیز قابل استفاده هستند.
توجه به این نکته ضروری است که عملکرد ادعا شده هر سنسور برای شرایط بسیار خاص است، به این معنی که دقت در انتخاب آنها برای رعایت آن شرایط مهم است.
سومین و اساسی ترین ملاحظات، هسته سیستم با پردازنده ها/الگوریتم های تعبیه شده و فناوری PNT آن است. بدون سیستم های PNT با کیفیت بالا، تولید ابرهای نقطه لیزری حیاتی یا تصاویر رنگی غیرممکن خواهد بود، زیرا به اطلاعات دقیق در مورد مکان و جهت گیری سیستم نیاز دارند.
به این ترتیب، RESEPI برای ارائه یک هسته با کیفیت بالا در ابتدا طراحی شده است و با مجموعه ای از حسگرها برای رفع نیازهای چندگانه برنامه های کاربردی مختلف همراه شده است، با فناوری موجود در طیف گسترده ای از محموله ها و تمرکز بر برنامه هایی که معیارهای اندازه، وزن و قدرت (SWaP) برای موفقیت حیاتی هستند.
بازیابی
لاهاینا یک مرکز تجاری مهم اقیانوس آرام، زادگاه پادشاهان و مقر پادشاهی هاوایی در دهه 1800 بود. تا قبل از آتش سوزی به عنوان چشم اندازی از زیبایی و آرامش دیده می شد. بازیابی جامعه حیاتی است، اما سرعت این امر به دلیل چالش‌های جزیره‌ای دورافتاده با تعداد کمی نقشه‌بردار و کاهش دسترسی به مصالح ساختمانی، نیروی کار و مهارت‌ها محدود شده است.
رویکرد اتخاذ شده توسط Basemap Consulting نقش مهمی را برجسته می‌کند که استفاده از پهپاد و تصاویر مبتنی بر LiDAR که با استفاده از شبکه‌های PNT با دقت نقشه‌برداری شده‌اند، می‌تواند در بهبود جامعه پس از یک بلای طبیعی ایفا کند.
با استفاده از این ترکیب پروازهای تصویری و LiDAR، Basemap توانست به نقشه برداران و توسعه دهندگان محلی یک خط مبنا مکانی دقیق و جامع همراه با داده های زمین و هر ویژگی موجودی که برای طراحی مهندسی مفید باشد، ارائه دهد.
به گفته دنیل ویندهام، مدیرعامل شرکت مشاوره بیس مپ، فتوگرامتری و نقشه برداری پهپادهای LiDAR کار پروژه را بین کاهش می دهد. 50 و 80 درصددر مقایسه با روش‌های سنتی نقشه‌برداری، و بیشتر ویژگی‌ها را می‌توان مستقیماً از تصاویر و ابرهای نقطه LiDAR استخراج کرد.
