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应急测绘:装备设施和保障能力双双跃上新高度

发稿时间:2021-09-30 来源:中国测绘学会

国家重特大突发事件发生后6小时内获取现场高清遥感影像,12小时内提供第一批现场应急测绘成果,整体响应速度提高34倍,国家应急测绘保障能力取得质的提升——


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应急测绘:装备设施和保障能力双双跃上新高度

 

我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一,灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失重,给人民的生产生活带来危害。如何提高灾害防治能力,保护人民群众生命财产安全?多年来,我国进行了不懈的探索和努力。

 

数据显示,2020年,我国气候年景偏差,多种自然灾害交织,特别是主汛期南方地区遭遇1998年以来最重汛情。然而,与近5年均值相比,2020年全国因自然灾害死亡失踪人数下降43%,其中因洪涝灾害死亡失踪人数下降53%,均为历史新低。这些数字体现了我国在加快推进应急管理治理体系和治理能力的背景下,防灾、减灾、救灾能力正在不断提升。

 

精准高效的防灾、减灾离不开测绘技术和地理信息数据支撑,也是测绘地理信息工作的重要职责。记者从5月18日在哈尔滨召开的国家应急测绘保障能力项目建设成果应用交流会上获悉,截至2020年年底,为期3年的国家应急测绘保障能力建设已经取得初步成果,所有单项工程均已完成验收工作,圆满完成了项目建设任务,具备了在国家重特大突发事件发生后6小时内获取现场高清遥感影像,12小时内提供第一批现场应急测绘成果的能力,满足了国家应对突发事件和防灾减灾等工作的需要,达到了项目建设预期目标,标志着我国应急测绘保障体系已经基本形成。目前,各项应急测绘保障工作仍在扎实有序推进中。

 

“天空地一体”应急测绘能力建设“武装到牙齿”

 

在预防与应急准备、监测与预警、应急处置与救援、灾后恢复与重建等多个环节中,应对突发事件的全链条、全流程管理工作离不开测绘地理信息支撑。

 

谈起应急测绘保障,业界人士大多都会提起“5.12”汶川特大地震,表示那时我国应急测绘技术薄弱,应急能力不足,难以满足应急测绘需求,因而成为测绘人心中永远的痛。他们痛定思痛,补短板强弱项,创新性地利用无人机进行应急测绘保障,让世界看到了中国测绘人不忘初心的本色和责任担当。

 

舟曲泥石流、雅安地震、茂县滑坡……一群测绘人无畏风险、逆风前行,在这些重特大灾害现场都留下了他们的足迹,留下了测绘人一心向党,一心为民的奉献与无私,同时也展示了测绘技术和测绘无人机在救援中的独特优势。他们发挥连续作战的精神,利用无人机及时获取灾后现场数据,快速制作出遥感影像图,利用数据成果开展灾情分析,为领导科学决策和各方救援提供及时的应急测绘保障支撑,从而得到高度认可和广泛赞誉。

 

应急测绘保障被誉为“灾区上空的眼睛”,尤其是实时的地理信息数据,起到了不可或缺的重要作用。据了解,2008年汶川地震后,我国应急测绘保障工作加快了建设进程,经过10余年发展,初步建立了应急测绘保障体系。但是,应急测绘保障能力仍显不足,如航空影像获取能力较弱、前线勘测采集能力不强、数据快速处理能力较弱、数据资源共享不畅等,这些因素制约着我国应急测绘保障服务向高质量、高效率、高速度发展。

 

在测绘人主动作为和需求牵引下,2016年12月,国家应急测绘保障能力建设项目(以下简称“项目”)顺利获批,项目总投资7.6亿元,由国家基础地理信息中心牵头组织建设。一场为期3年的“补短板、强装备、重提升”的应急测绘能力建设攻坚战打响了。用国家应急测绘保障能力建设项目办公室(以下简称“项目办”)相关负责人的话说,“主要还是能力建设,从能力方面来提升测绘应急保障水平。”

 

应急测绘保障是国家突发事件应急体系中的重要一环。项目建设方案是根据党中央、国务院对应急测绘工作的要求,按照相关规划的建设内容,结合应急测绘现有基础条件,经综合论证后制定而成。自然资源部地理信息管理司相关负责人表示,通过项目建设,实现了对突发公共事件现场信息的快速获取、处理、集成和服务,提升应急救援的科学性和针对性,提高了救灾效率,同时也提升了我国基础测绘和自然资源监测管理能力。

 

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应急勘测多功能工作方舱

 

通过项目建设,补上应急测绘能力不足的短板。记者从项目办获悉,项目建设内容包括国家航空应急测绘能力建设、国家应急测绘保障分队能力建设、国家应急测绘中心能力建设、国家应急测绘资源共享能力建设等4部分。其中,国家航空应急测绘能力建设,将全国划分为12个国家航空应急测绘保障区(即基地建设),部署8套中航时固定翼无人机航空应急测绘系统,17套短航时固定翼无人机航空应急测绘系统,7套无人直升机航空应急测绘系统,形成了对突发事件区域大范围多源数据获取、重点区域快速获取、应急前线机动灵活调用资源的应急测绘保障能力,将现场信息“第一时间”获取时限缩短到6小时以内。

 

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中航时固定翼无人机航空应急测绘系统

 

项目建设自2017年2月启动,到2020年11月36个单项工程全部完成验收,建设效果明显。一是装备了先进应急测绘设施。项目建设各类应急装备总计2176台(套),其中包括32套工业级无人机系统、大型工作方舱和生活保障车,以及高速印刷设备等。二是建立了应急测绘体系,包括制定了13个应急测绘技术规程等。三是构建了应急测绘工作机制。通过项目建设,各级应急测绘保障部门培养了一大批专业技术人员,形成了应急测绘工作机制,部分单位已被纳入本省应急保障体系。项目办负责人表示,我国航空应急测绘保障能力得到跨越式提升,形成了独特的优势。高低搭配(性能高的和性能低的配合)、空中与地面协同,形成“天空地一体”应急测绘保障能力。

 

可以看出,从应急测绘数据获取的装备建设到体系建设,从数据快速采集到数据服务,从天空地到水下,从硬件到软件、到地理信息系统,应急测绘保障的每个关键环节、每个重要节点能力都得到加强,可谓全方位、全覆盖。用业界的话说:应急测绘“武装到了牙齿”。

 

“平战结合”项目成果应用前景宽阔

 

6月11日,端午假期前一天的下午,记者拨通了广西壮族自治区自然资源调查监测院应急测绘保障分院副院长李翔的电话……一阵巨大的轰鸣声从电话的另一头传来,李翔大声地告诉记者,他正在广西机场“放飞”无人机,采集自治区内的基础地理信息数据,成果将用于自然资源调查和综合监测管理,用的就是国家应急测绘项目中彩虹-4型中航时固定冀无人机,大家都亲切地称它“彩虹-4”。

 

据项目办相关负责人介绍,彩虹-4无人机翼展达18米,不仅是测绘无人机里的颜值担当,更是应急测绘无敌手。过去使用的小型无人机能力不够,航时短,可能还没有飞到目的地就要折返,而且小型无人机无法应对突发自然灾害后伴随而来的恶劣天气。彩虹-4则不同,它可以携带超过300千克、相当于4个健硕成年人体重的载荷,一次飞行时间长达24小时。最关键的是,它配有通信设备,一个是卫星通信,一个是移动通信,使数据传输突破了距离限制,超过200千米自动转入卫星通信,将航测相机拍摄的高清灾情数据,经自动拼接处理后的成果第一时间传输到指挥平台。此外,借助无人机具有的航时长、载重大、获取数据效率高、抗恶劣天气能力强、获取信息种类多的特点,加快构建起了灾情地理信息快速获取、高效处理、实时传输、快速报送的“天空地一体化”应急测绘保障体系。

 

“彩虹-4无人机系统用处非常大。”李翔告诉《中国测绘》记者,广西坚持“平战结合、以平代练、以平强战、以平养战”原则,做好“两服务、两支撑”。一是开展彩虹-4无人机应急演练,成果服务自然资源管理,比如提供梧州市用于处理非法建设、非法占地等工作,极大地提升了获取违法线索的效率,实现了非法建设、非法占地情况全流程的“可看、可控、可查”,取得了良好效果;二是轻小型无人机常态化获取影像,为国土空间规划、不动产登记发证、自然资源监测等提供服务,成效显著。

 

“用彩虹-4无人机采集基础地理信息数据,可以一版一版大面积更新,效率非常高,采集的图像清晰,数据应用广阔。”李翔介绍说,这次能力建设最显著的变化就是提高了效率。当无人机进入作业后,一个县级二三千平方千米的应急区域,一二周就能拍摄完成,而以前用小飞机采集数据,就像缝补衣服一样,东补一块,西补一块。如果用一架小无人机拍摄这片区域,可能要拍很久。但是,彩虹-4无人机需要的空域条件和气象条件更加严格,申请空域时间比较长。“从综合效率来看,大小无人机效率可能旗鼓相当,但是如果天气、空域这些基本条件具备的话,彩虹-4无人机的优势就展现出来了。”李翔表示。

 

据广西自然资源厅地理信息管理处相关负责人在会上介绍,2020年6月,广西单项工程(南宁基地)完成验收,并在全国率先建设了无人机应急测绘联动服务平台,首创了应急测绘装备在线共享新模式。广西以彩虹-4无人机为主装备,构建了无人飞机网络,可实现实时调动全区无人飞机高效协同执行应急测绘任务。“平台上线短短4个月,就已接入广西各地70余家单位、168架无人机。”该负责人表示,预计年底,可接入300余架,下一步还将接入广东、湖南、海南等省的应急无人机。通过这一平台,可以在线调用任务区附近的无人机,第一时间执行任务并实时回传视频和影像,实现2小时队伍到场、4小时数据回传,极大地提升了应急测绘快速响应能力。

 

将镜头转到黑龙江,我们看看黑龙江测绘地理信息局应急测绘是如何做的。“黑龙江省黑河市逊克县翠宏山铁矿透水事故应急测绘保障给我印象特别深。”黑龙江测绘地理信息局地理信息管理处高级工程师周墨告诉《中国测绘》记者,2019年5月17日,翠宏山铁矿发生透水事故,黑龙江测绘地理信息局迅速启动应急预案,紧急召集局长办公会,确定由局下属5家单位20名专业技术人员组成救援队。仅用4个小时就将人员、车辆、装备全部集结到位,迅速赶赴现场展开救援行动。

 

“当时黑龙江单项工程还没有完成验收,但部分装备已经到位,正好派上用场。”周墨介绍说,铁矿透水后,形成了一个类似于漏斗状的水体,应急测绘保障队员利用无人机、无人船、水下地形测量系统对地面、水下进行立体化协同勘测。之前一直没有找到的透水点,通过获取的水下地形图,很快就找到了,随后将数据导入的三维可视化地理信息系统“遨游龙江”还原了透水事故现场,为救灾科学决策、力量调配提供了基础数据支撑,争取了时间。“假如没有这套水下测量系统和我们应急测绘队伍,找透水点是非常困难的。”

 

周墨说,按照“平战结合”的工作思路,利用这套无人船测量系统,还开展了尼河等水库水下地形测量和库容调查、大庆油田湖泊清淤、汤原段松花江测量等工作。实现水上水下一体化协同作业、数据集成与综合展现,对水体环境治理、水库清淤、水库防汛抗旱提供了科学数据支撑。此外,大大小小的无人机分别投入到佳木斯市国家级示范河湖宣传展示系统建设项目、黑河市新型智慧城市建设项目、黑龙江省河湖长制水利暗访与督查和应急演练等工作中,发挥了应用的作用。

 

“经过这几次实战检验,不仅黑龙江应急测绘的装备能力有了大幅度提高,在技术层面、业务层面等综合能力上都有很好的提升。特别是项目实施以后,还带动黑龙江局自主研发、自我创新能力的提高。”周墨表示,用数据说话,5月16日,该局组织了一次无人机飞行演练,使用中航时固定翼无人机和无人直升机两种机型,航摄面积6平方千米左右,从飞机落地、拿到快拼数据,到最后打印出纸图共用时40分钟—1.5小时,做出正射影像的时间是4-6小时。“以前,根本做不到应急现场快出数据、快拼出图和地图打印,因为没有这个能力。”周墨不无自豪地表示。

 

正在自然资源部党校学习的四川测绘地理信息局(以下简称“四川局”)测绘技术服务中心(四川省测绘地理信息局测绘应急保障中心)副主任黄青伦与周墨的看法不谋而合,希望应急测绘装备能“用起来”。他在电话里告诉记者,从“5•12”汶川地震发生以后,四川局就在思考围绕我国应急之需,测绘行业到底能提供哪些应急服务。应该说,通过“5•12”汶川地震抗震救灾,四川局摸索出了一套服务应急救灾的成功经验,使应急测绘保障能力得到大幅提升。

 

“四川自然灾害种类多,分布广,发生频率高,造成危害大。”黄青伦说,四川应急测绘发端于“5•12”汶川特大地震。2013年“4•20”芦山地震后,组建了自己的无人机飞行团队,四川应急测绘体系初步形成,为指挥决策提供了测绘保障和数据支撑。随着历次应急救灾测绘保障实战和探索,四川应急测绘持续优化机制,发挥建设成果最大化应用效能。2017年“8•8”九赛沟7.0级地震救灾中,首次与西部战区军地联动开展应急测绘,实现成果深度共享应用。

 

“四川的做法应该算是开创性的,起到了应用示范作用。”黄青伦说,国家应急测绘保障能力建设项目四川单项工程按照边建设边应用、“平战结合”的原则,目前正在两个领域里应用,一个是用激光雷达扫描制作古建筑三维建模,一个是用拍摄的视频为林草局做森林防火巡护。“在森林防火巡护中,以前因为小飞机航时短,只能做点上的巡护,现在用彩虹-4大飞机,可以进行大面积日常巡护。”黄青伦表示,按照需求,可以利用机上搭载的视频载荷来拍摄,通过卫星通讯,实时将巡护视频回传后方指挥部,实现了火情信息的实时获取实时传输,这样效率就有了显著提升。

 

黄青伦认为,目前最主要的问题,就是把国家应急测绘保障能力项目配备的高端装备尽可能地用起来。第一步是想办法在多场景下用起来,毕竟彩虹-4无人机停在机场,运维费用还是很高的,还有指挥车、保障车的运维费用。第二步是这些装备在用起来以后,要针对实际需要,进一步提升能力建设,增加一些载荷。比如增加机载激光扫描仪,就可以很好地用在地质灾害防治、地质灾害排查这些工作当中,这是下一步正在考虑要做的事情。“总之,在国家应急测绘项目支撑下,对今后四川应急测绘必将是一个更大的促进和提升。”黄青伦表示。

 

上述列举的这些应用只是国家应急测绘保障项目建设成果应用的冰山一角。在全国36个单项工程里,还有很多好的做法和好的应用值得称赞。比如,2020年4月率先完成中航时固定翼无人机航空应急测绘系统验收测试飞行的云南省,积极发挥建设成果转化应用,率先将彩虹-4无人机系统投入实战化应用,用于地质灾害普查调查等工作,并主动探索扩展装备应用场景,为全国航空应急测绘保障基地建设探索积累应急救灾经验。

 

浙江省自然资源厅地信管理处的李龙云告诉记者,他们面向需求,“平战结合”,服务政府重大应急事件,服务自然资源专项工作,服务基础测绘。项目建成运行一年多来,共执行应急和常规航摄任务近400架次,总飞行时间达600小时,其中彩虹-4无人机飞行时间达50小时,飞行里程达8000千米,单架次飞行时长近10小时。

 

“全国一盘棋”建立完善的应急测绘保障长效机制

 

“项目全面建成后,国家应急测绘响应时间将提高3-4倍,具备起飞后6小时可抵达80%陆地及沿海区域的现场影像获取能力,实现突发事件‘第一时间’现场信息快速获取、分析、处理与高效服务。”项目办相关负责人直言,实际上这是一个保守数字,应急测绘响应速度应该比当初设想的还要快,只是目前还没有经过重大应急测绘验证。

 

这位项目办相关负责人表示,通过项目建设,实现了对突发事件现场信息的快速获取、处理、集成和服务,提高了救灾效率,最大限度保障人民生命和财产安全。同时,应急测绘保障服务属于新型服务业态,项目建设完成后可形成一批具有自主知识产权的软件系统、技术装备,实现社会效益和经济效益双丰收,也助力地理信息产业发展。比如推动了大型无人机从军品转为民用,研制的小型无人机带动了国内无人机行业的升级换代,促进了测绘技术与新技术的深度融合等。

 

“尽管国家应急测绘保障项目已经取得了初步成果,但与自然资源管理和国家应急保障的高标准要求还有一定差距。”自然资源部副部长王广华如是说。

 

在此次交流会上,王广华表示,在自然资源管理新体制下,测绘地理信息工作面临新的定位,即支撑经济社会发展、服务各行各业需求,支撑自然资源管理、服务生态文明建设,不断提升测绘地理信息工作的自身能力和水平。应急测绘保障作为“两支撑、一提升”的重要组成部分,工作的内涵和外延、服务的对象和场景都有了新的变化。我们一定要准确把握“两支撑、一提升”的工作定位,强化战略思维和创新意识,在完成国家应急测绘保障任务基础上,将项目建设成果进一步在自然资源管理领域推广应用,发挥应急测绘保障支撑的效能,为履行好“两统一”职责提供服务。

 

“长效机制是项目成果在应急测绘保障工作中长期发挥效益的重要保证。”王广华要求,一是加强预案管理,加快研究修订新的国家应急测绘保障预案,不断健全应急测绘保障预案体系,落实各环节责任和措施。二是完善不同层面的应急测绘保障机制,要组织研究建立省和国家协同、部门协同、军地协同的应急测绘保障机制,实现应对突发灾害事件的国家应急响应与自然资源部内应急响应的同步联动;同时,还要面向特定部门、单位建立应急测绘需求对接机制。三是强化应急测绘保障实战能力。提供应急测绘保障是各级自然资源主管部门的重要职责,要加强应急测绘保障定期演练,科学制定标准化的演练方案和训练方案,确保不漏内容、不少环节、不留死角、不走过场,保证应急设备、人员、技术始终具备实战能力,关键时刻拉得出、用得上。四是积极探索装备更新维护机制,多渠道争取增加装备更新维护投入,不断提升应急装备能力水平。五是切实做好安全管理,坚决杜绝发生任何公共安全事件和重特大安全生产事故,保障生命、财产和设备安全。

 

积极推进应急项目建设成果“平战结合”。王广华强调,“平战结合”是中国特色应急管理体制的特点之一,国家应急测绘保障能力建设项目装备性能优良,具备参与“平时”任务的良好条件。要充分发挥国家应急测绘保障能力建设项目形成的快速部署和数据高效获取能力优势,在确保国家应急测绘保障任务基础上,围绕“平战结合”发力,特别是围绕自然资源“两统一”职责履行,挖掘应用潜力,积极为地质灾害隐患排查、自然资源重点调查监测,以及国土空间规划、海域海岛管理、督察执法等工作提供技术支持。

 

“这既是大有可为,也是可以大有作为的。体现项目价值的关键在于应用,一定要用好项目建设成果,扩大效应。”王广华表示。

 


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