关键要点:
随着火山的持续爆发,无人机图像和智能地图有助于灾难响应
无人机收集数据可视化有助于应急团队和公众了解当前情况
无人机提供安全,实时的更新
Kīlauea是夏威夷岛上最年轻的火山,也是世界上最活跃的火山之一,甚至可能位列榜首。
2018年5月Kīlauea火山发生了大规模喷发,向黎明前的天空喷发出的火山灰高达9144米。
Kīlauea是夏威夷火山女神贝利(Pele)的故乡。火山喷发紧急疏散命令发布后,在几乎被火山摧毁的Leilani Estates,当地居民在疏散前将鲜花放在火山口,这是对夏威夷火山女神贝利的尊重。
Kīlauea火山以惊人的方式造成严重破坏,喷洒出数十亿加仑的熔岩,并流入海洋。但夏威夷居民认为火山女神贝利的破坏和创造,是夏威夷群岛的一部分。
夏威夷人向火山女神贝利致敬
Kīlauea火山持续大规模喷发,震惊了地质学家。美国地质调查局(USGS)指出,在过去的200年里,这样的事件是前所未有的,并且不知道它会持续多久。
Halema'uma'u陨石坑已经增长到之前体积七倍,并创造了近700英亩的新土地。数以百计的房屋被毁,更多的房屋处于危险之中。
然而,自灾难发生初期,包括无人机团队在内的疏散和搜索救援行动全面展开,对生命的威胁已大大减弱。
第一响应者(机器人)
火山救援响应团队中有一批新成员:来自机器人辅助搜索和救援中心(CRASAR)的机器人。在火山爆发几天后,一支来自CRASAR训练有素的志愿者组成的五人团队部署到Kīlauea。他们的小型无人机系统(sUAS)协助救援行动。
对于最先到达现场的第一批响应者来说,灾害是危险的,有时甚至是危及生命。非营利组织CRASAR在紧急响应中使用小型无人驾驶设备。灾难机器人可以去人或急救狗不能去的地方,最大限度降低生命危险。CRASAR于9/11协助世界贸易中心救援,从那时起为28个灾害提供机器人援助,包括地震,建筑物倒塌,洪水,核事故,海啸和地下矿井爆炸。
Kīlauea火山向CRASAR团队提出了新挑战,他们在火山爆发的紧急响应中第一次使用无人机。虽然以前使用过无人机来绘制火山图,但CRASAR是第一次将无人机正式应用于灾难救援。
CRASAR总裁贾斯汀亚当斯生动地描述了他们与火山相遇的情景:
“这很独特。我们从前从未处理过熔岩。我们处理过泥石流,我们试图将它与泥石流进行比较。但熔岩是有颜色的,它闪闪发光像燃烧的树木和植物,看起来就像血液从山的一侧流下来,像动脉。“
无人机的地面侦查
在5月14日至5月19日的六天时间里,CRASAR进行了44次无人机飞行,其中16次发生在夜间。技术人员从火山附近的限制通道上放飞无人机,驾驶它们穿过诡异安静的疏散区域,并跟踪并绘制熔岩流。
在这些飞行中,无人机配备了热传感器。它们发现了一个新的裂缝(裂缝8,几个月后持续喷发),并利用热像仪绘制熔岩锋图,并向美国地质调查局(USGS)提供数据,以帮助确定熔岩流的速度。
为了捕获数据,无人机悬停在熔岩流的边缘上方,直接拍摄图像,并记下该图像的GPS坐标。几分钟后,无人机将跟踪熔岩流前锋到达新位置并重复该过程。根据亚当斯的说法,这比以前的USGS数据收集更加安全。“通常的做法是派人无限接近熔岩流,采集数据,GPS坐标,并试图在熔岩流之前到达下一个坐标点”他说。
白天,无人机绘制新发现的裂缝位置并测量二氧化硫排放量,减少了昂贵的直升机飞行次数。
当紧急救援人员收到报警说某人所在的隔离房屋有可能处于危险之中时,CRASAR的无人机会迅速部署以进行验证。因为地面救援人员必须验证信息的准确性,特别是当它可能意味着生与死之时。
“市民会打电话报告当前情况,CRASAR有一个响应团队,对空气质量,熔岩流量或熔岩程度进行验证,”亚当斯说。“我们就像随需应变的特遣部队成员。”
CRASAR团队使用热传感器绘制熔岩前沿,显示熔岩范围。
专业知识,经验和技术
许多因素促成了CRASAR在应急响应期间的有效性。最突出的三个特性为:科技的专业性,灾难响应经验,以及专业软件。
CRASAR团队成员的专业知识促进了与其他应急响应团队和USGS的良好沟通。他们的科学背景使他们能够使用与所涉及的科学家和工程师相同的语言。
先前灾难救援经验让他们知道在紧急情况下要问哪些问题以及他们的无人机可以做些什么来协助救援。
最后,他们使用专门的软件自动标记位置。他们使用地理信息系统(GIS)技术在数字地图上实时显示信息。他们使用另一种应用程序自动拍摄全景航拍照片而不是手动拍摄,加快了态势感知。
Kīlauea 无人机响应的后续步骤
CRASAR团队的工作取得了成功,降低了成本和风险,并提高了所有相关响应人员,政府机构和公众的态势感知能力。该团队希望这将为未来在灾害响应和公共安全中使用无人驾驶设备提供支持。
虽然CRASAR已经在夏威夷完成了救援工作,但该团队仍处于待命状态,并在情况发生变化时再次准备部署。
据美国有线电视新闻网(CNN)报道,无人机继续在希洛夏威夷大学进行日常飞行来监测Kīlauea火山活动。在这种紧急情况下,无人机提供了可靠的视觉信息,有助于与公众沟通。
无人机收集的数据非常有助于向人们展示他们目前所处的状况,并解释了为什么他们需要撤离,一旦真实的景象呈现在眼前他们就会明白为什么不能回到自己的家中。
CRASAR的参与产生了意想不到的结果。它激励了来自夏威夷大岛的学生开始创建专门为火山响应而设计的灾难机器人。
虽然夏威夷人认为火神女神贝利永远是不可预测的,紧急救援人员和科学家现在可以在火山爆发之上飞行无人机,以更安全的方式观察和测量她令人敬畏的力量。
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