בדיקה אחרונה ב-ד'רונה-based Landslide Hazard Assessment

מפולות קרקע מהוות איום משמעותי על הקהילות, התשתיות והמערכות האקולוגיות ברחבי העולם, מה שגורם לאלפים הרוגים ומילולי דולרים בהפסדים כלכליים מדי שנה.שיטות מסורתיות להערכת סיכונים מפולת קרקעיים לעתים קרובות להסתמך על סקרים המבוססים על הקרקע, רחפנים של תמונות לוויין ומטוסים מאוישים, אשר יכולים להיות איטיים מדי, יקרים ומסוכנים בעבר בשטחי כלי רכב אוויריים, אשר ידועים בדרך כלל כאמצעי אבטחה מסוכנים, כדי לשנות חיישנים מדויקים, כדי לשנות את הסוללות, כדי לבחון כלי חירום, ולשלבים, כדי לשנות חיישנים מתקדמים, כדי לשנות את כלי רכב אוטונומיים ופתרונות מתקדמים.

אפשרויות טכניות של Drones for Landslide Analysis

חיישן Payloads for Data Collection

מזל"טים מודרניים יכולים להיות מצויד עם מגוון של חיישנים אשר משפרים באופן משמעותי את החקירה מפולת הקרקע.העומס הנפוץ ביותר כוללים מצלמות אופטיות ברזולוציה גבוהה (ספקטרום בלתי נראה), חיישנים רב-ספקטרום, מצלמות אינפרא אדום תרמי, וגילוי אור ו- (LiDAR) מערכות (LiDAR) לוכדות מצלמות אופטיות מפורטות אותאופוטופוטופוטופוטופוטופוטופוט ומודלים 3D בשילוב עם מבנה מתנועה (FM) photogramry.

חיישנים רב-ספקטרום מזהים וריאציות בלחות אדמה, בריאות צמחייה, וקומפוזיציה מינרלים, אשר הם סימנים מוקדמים של חוסר יציבות מדרדרון.מצלמות הרות'רמאל מודדות חריגות טמפרטורה פני השטח שעשויות להצביע על זרימת מים תת-קרקעית או חיכוך לאורך מטוסים כישלונות.שילוב של סוגי חיישן מרובים על משימת טיסה אחת מספק נקודת נתונים מקיפה עבור הערכת סיכונים מפולת.

תכנון טיסה ואיכות נתונים

ניטור קרקעי יעיל של מל"טים דורש תכנון משימה זהירה.אופרות חייבות לשקול גובה שטח, תנאי רוח, הגבלות חלל רגולטוריות, ואת המרחק המפלט הקרקעי הנדרש (GSD) עבור סקרים בעלי ביצועים גבוהים, נקודות שליטה הקרקע (GCPs) לעתים קרובות מוכנים להבטיח דיוק מוחלט בענני נקודה שנוצרו ו- DEMs מודרניים תכנון טיסה מאפשר דפוסים אוטומטיים, תמונות אובלימיות אמיתית, ומלכודת דיוק (K) ללא דיוק ברמת דיוק מסוימת.

ההחלטה המרחבית של נתונים שנאספו על ידי מל"טים - לעתים קרובות 1-5 ס"מ לכל פיקסל - הרבה יותר עולה על זה של צילום לווייני (בדרך כלל 30 ס"מ עד כמה מטרים) ואפילו סקרי מטוסים מאוישים (בדרך כלל 10-30 ס"מ) החלטה גבוהה זו היא קריטית לגילוי תכונות בקנה מידה קטן כמו סדקים, צלקות, סלעים עקורים, כי כישלונות חמורות.

יתרונות תפעוליים על שיטות מסורתיות

עלויות-אווירה ויציבות

ביצוע סקר מבוסס קרקע של מדרונות קרקעיים עשוי לדרוש צוות של גיאולוגים וסקרים המבלים ימים מטפסים ומדידה, עם ציוד משמעותי ועלויות עבודה. מזל"ט יכול לכסות את אותו האזור בתוך כמה שעות בשבריר של העלות.יעילות זו מאפשרת סקרים חוזרים על מרווחים קבועים, יצירת נתונים עת חיוני למעקב אחר מגמות מדרונות גדולות המכסות כמה קילומטרים, אפילו שבועות מוגבל, כדי להפחית את זמן קצרי זמן לקבוצות מוגבלות, אפילו שעות עבודה, תוך כדי צמצום של שבועות, תוך מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות מוגבל, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי צמצום של זמן, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי צמצום של מעקבים של שבועות, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, על מנת להפחית את הנתונים קבועים, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, על מנת להפחית את הנתונים של קבוצות מחקר מוגבל, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, על ידי בדיקות זמן מוגבל, על ידי קבוצות מחקר מוגבל, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי מספר שבועות, על ידי בדיקות זמן מוגבל, תוך כדי מספר שבועות, תוך כדי צמצום של זמן מוגבל, כדי

בטיחות וגישה

קרקע מפולה-פרון היא לעתים קרובות תלולה, לא יציבה, מכוסה רוק או שלג רופפת.שלח אנשי צוות לאזורים אלה מהווה סיכון חמור לתאונה. ד"רונים מבטלים את הצורך לקרבה אנושית לאזורים פעילים או פוטנציאליים. הם יכולים לטוס ישירות על מדרונות לא יציבים, צוקים אנכיים ואזורים עם נפילה פעילה לאיסוף נתונים אשר בדרך אחרת ידרושים צוותי חבל או מסוקים מאוישים.

מידע בזמן אמת על קבלת החלטות מהירה

ד"רונים המצוידים בקווי תקשורת סלולריים או לווייניים יכולים לייעל את נתוני הוידאו ואת נתוני החיישן למרכז פיקוד מרחוק במשרה חלקית. במהלך חירום מפולת פעילה, יכולת זו מאפשרת למפקדי אירועים להעריך את היקף התנועה, לזהות סיכונים משניים (כגון נהרות מסוכרים), לתאם פינויים או סגירת כבישים ללא המתנה לתהליכים מתקדמים.

תגיות: Landslide Lifecycle

הערכה מוקדמת ואזהרה מוקדמת

ד"רונים משמשים יותר ויותר במיפוי סיכונים כדי לזהות מדרונות רגישים לכישלון.על ידי יצירת DEMs ברזולוציה גבוהה לפני שפולת אדמה מתרחשת, מהנדסים יכולים להפעיל מודלים של יציבות מדרונות הגורם בטופוגרפיה, תכונות אדמה ו הידרולוגיה.מודלים אלה מסייעים לתעד אזורים עבור אמצעי הפחתה קריטיים כגון התקנת ניקוז או שמירה על סקרי מל"טים חוזרים - שבועיים, לאחר גשם כבד של טכניקות זיהוי מוקדם של זמן (D) כגון קרינת לוח זמנים (D) כגון קרינת לוח זמנים).

לדוגמה, סקר הגיאולוגי של ה-U.S. Geological Survey (USGS)FLT:1 שילב פוטוגרמה מבוססת רחפנים לתוכנית המחקר המפולה שלה, תוך שימוש ב-Times DEMs כדי לפקח על מפולות איטיות הנעות בקליפורניה ובצפון-מערב האוקיינוס השקט.

מעקב בזמן אמת במהלך אירועים פעילים

כאשר מפולת אדמה כבר בתנועה, המל"טים מציעים נקודת תצפית ייחודית למדידת האירוע. טיסות רחפנים מהירים-תגובה יכולות למפות את הגבול של החומר העקורים, להעריך את נפח ההריסות, לזהות אזורים שבהם השקפית עשויה להתרחב או להאיץ.מידע זה קריטי לחיזוי מרחק ריצה, אשר יכול להשפיע על תזמון של הסגרים ומיקום של מקלטים.

במקרים מסוימים, מזל"טים שימשו כדי להוריד חבילות כלי (למשל, עוקבים GPS או אינקלמונים) על מנת לאסוף נתונים של תנועת תת-קרקעית.בעוד שעדיין ניסיונית, גישה זו מבטיחה לשפר את הדיוק של מודלים בזמן אמת.מהירות הפריסה - רחפנים יכולים להיות באוויר בתוך דקות של קבלת הודעה - הופכת אותם הכרחיים לתגובה דינמית.

פוסט-אפילו לא מזיק הערכה ותכנון התאוששות

לאחר מפולת אדמה, האזור המושפע הוא לעתים קרובות מסוכן מדי עבור צוותי קרקע בשל פסולת לא יציבה, חללים נסתרים מוסתרים, ואת הסיכון של כישלונות נוספים. ד"רונים יכולים מיד לייצר מפות לפתרון גבוה של טביעת הרגל, כולל מבנים מושמדים, כבישים חסומים, שינויים בדפוסי ניקוז.דמי זה תומך בפעולות חיפוש והצלה על ידי פירוק אזורים של עדיפות גבוהה ביטוח עוזר להתאים את הסוכנויות ניהול אסון כלכלי.

יתר על כן, ניטור רחפנים מתמשך לאחר שקופיות מסייע לזהות סיכונים משניים.לדוגמה, מפולות שחוסמות נהרות יכולים ליצור סכרים טבעיים שעשויים להיכשל באופן קטסטרופלי.ד. טיסות יכולות למדוד את הגובה וההיקף של האגם המסונכר ולחפש עמוד או שחיקה, המאפשרים למהנדסים להחליט אם להזיז שפך מבוקר.פוסט-אפילו לא מידע גם להודיע על עיצוב של מדרדרונות פועל, כגון מעוגן או מכניקה, על ידי מודלים מדויקים של הנדסה.

מחקרים מצביעים על יעילות ד"ר

אוסו לנפול, וושינגטון (2014)

2014 אוסו מפולת בוושינגטון הייתה אחת הקטלניות ביותר בהיסטוריה של ארה"ב, והרג 43 אנשים.לאחר האירוע, סקרי מל"טים נערכו כדי למפות את שדה ההריסות העצום באזור שנשאר מסוכן מדי עבור גישה הקרקע במשך שבועות.המל"טים אותאופוטופוטים ו DEMs גיאוטכני אפשרו-מהנדסים להעריך את הנפח (בערך 10 מיליון מעוקבים) ולזהה של מערכת נתונים מורכבת, ככל הנראה, אשר שימשהת לחץ קרקעי-ה-הת-הת-ה-ה-האפקטיבי-האפקטים של לחץ לאומי של חומר-ההשפעה של לחץ-ההשפעה של פגום-ההשפעה של אטומי של אטומית-ההשפעה-ההשפעה-ההשפעה-ההשפעה של אטומית-ההשפעה של אטומית-ההשפעה של המהנדסים-ההשפעה של אטומית-ההשפעה של אטומית-ההשפעה של המהנדסים-ההשפעה של המהנדסים-ההשפעה של המהנדסים-ההשפעה של המהנדסים-ההשפעה של המהנדסים-ההשפעה של המהנדסים-ההשפעה של אטומית-ההשפעה של המהנדסים-ההשפעה של המהנדסים-

ניטור לנדפול פעיל בהרי האלפים השוויצריים

חוקרים במכון הפדרלי שוויצרי ליער, שלג, ומחקר נוף (WSL) השתמשו ברחפנים מאז 2016 כדי לפקח על מפולת אדמה בעלת מושבים עמוקים בהרי האלפים.טיסות החודשיות עם מצלמות RTK-אסד לייצר עננים נקודתיים עם דיוק של רחפנים בינוני.על ידי השוואת סקרים מוצלחים, שיעור העקירה של הצוות משתנה מ-0.5 מ'/שנה ליד הראש ל-2.5 m/year יקרים בדגמי מים תרמה מוקדם לדגמי נתונים מוגזמים.

עיבוד נתונים ואתגרי אינטגרציה

בעוד שרחפנים מייצרים כמויות עצומות של נתונים, עיבוד הנתונים למידע הניתן לפעולה דורש תוכנה מיוחדת ומשאבים חישוביים. עיבוד Photogrammetric של מאות תמונות לייצר אורתומיסים ודמבוס יכול לקחת כמה שעות או ימים, בהתאם לאזור מכוסה וההחלטה הרצויה. עבור יישומים קריטיים בזמן, פלטפורמות עיבוד מבוססות ענן מופחתות לסביבות שעה, אך קישוריות אינטרנט אמינה בתחום מרוחקת נותרה מגבלה.

דיוק Georeferencing הוא נושא מתמשך.ללא נקודות שליטה קרקע, אפילו מזל"טים RTK-e מאובזר יכולים לייצר שגיאות של 5-10 ס"מ אופקית ו 10–20 ס"מ בשטח מאתגר.עבור גילוי עיוות טרום-failure על סדר של כמה סנטימטרים בחודש, שגיאות אלה יכולים לטשטש אותות אמיתיים.

אתגר נוסף הוא היתוך נתונים.לעתים קרובות, נתונים מחיישנים מרובים (אופטימיים, תרמיים, LiDAR) נאספים בטיסות נפרדות עם מערכות תיאום שונות. Aligning אלה נתונים לניתוח משולב דורשות קלודה חזקה ואלגוריתמים לרישום.כלי למידת מכונות מפותחים לתכונת התאמה אוטומטית ולזהות שינויים עדינים בין סקרים, אך שיטות אלה עדיין אינן סטנדרטיות בהרבה משרדי הנדסה או הנדסה עירונית.

מחסומים ומבצעיים

פעולות ד"רone עבור ניטור מפולת כפופות לתקנות התעופה הלאומיות והמקומיות.במדינות רבות, טיסות מעבר לקו הראייה הראייה (BVLOS) דורשות ויתורים מיוחדים, הגבלת היכולת לבחון מפולות גדולות או מרוחקות באופן אוטונומי, מגבלות מזג אוויר גם ממלאות תפקיד: רוחות חזקות, משקעים ועננים נמוכים יכולים לקרקע מזל"טים במשך ימים או שבועות, אשר עלולים להיות בלתי מתקבלים במהלך חירום מהיר.

יתר על כן, חיי הסוללה מגבילים את זמן הטיסה ל-20-40 דקות עבור רוב הרחפנים המסחריים.זה אומר כי סקר של מפולת אדמה גדולה (למשל, 2 ק"מ2) עשוי לדרוש סוללות מרובות וזמן שדה ארוך יותר, צמצום היעילות של מערכות היברידיות מתפתחות המשלבות כוח סוללה עם מנוע של בעירה פנימית קטן יכול להאריך את הסיבולה לכמה שעות, אבל אלה הם כבדים יותר ומורכבים יותר לפעול.

לקבלת סקירה מפורטת של תקנות המל"טים של ארה"ב לשימוש מסחרי וציבורי, ראה את דף ה-FLT:0) של מנהל התעופה הבלתי-מאושר של מינהל התעופה הפדרלי (Unmanned Air Systems pageirFLT:1).

כיוונים עתידיים וחדשנות טכנולוגית

פעולות סובור אוטונומיות

מספר רב שלטים המעושנים ב-Switcharms מתואמת יכולים לכסות אזורים גדולים של מפולת קרקע בתוך משימה אחת, עם כל רכב הנושא מטען חיישן שונה.טכנולוגיית סובור נבחנת עבור ניטור סביבתי, והיישום שלה לאבחון סיכונים מפולת עלול להפחית באופן דרמטי את זמן איסוף הנתונים תוך שיפור הכיסוי המרחבי.התקדמות בהתנגשות אלגוריתמים מניעת התנגשות ורשתות Mesh מאפשרות לחולים לתקשר ולת נתיבי טיסה בזמן אמת.

שילוב עם חיישן In-Situ

ד"רונים יכולים לפעול כצומתים ניידים ברשת חיישן, להוריד נתונים מאלומיניום מבוסס קרקע, דחפורים בלחץ, ומדני מתח המופץ על פני מדרון. גישה ניטור היברידית זו משלבת את הכיסוי המרחבי של רחפנים עם כיסוי זמני מתמשך של מכשירים קבועים.

Machine Learning for Automated Change Detection

בעוד שמאגרי מידע של מזל"טים הופכים לשפעים יותר, אלגוריתמי למידת מכונה יכולים לזהות באופן אוטומטי שינויים בשטחי קרקעיים בלתי-אטומיים, דפוסי סדקים מתח או מתח צמחייה שמצביעים על כישלון מתמשך.רשתות עצביות מהפכתיות (CNN) המוכשרות על אלפי תמונות מפולות אדמה מתוייגות יכולים לזהות כעת צלקות וחומר עקורים עם רמת דיוק מתקרבת למומחה אנושי.

זמן ארוך קבוע - Drones

בעוד שרחפנים רב-רוטור שולטים בסקרים מפורטים, מזל"טים קבועים מציעים סיבולת טיסה של 1-3 שעות ויכולים למפות מאות קילומטרים רבועים במשימה אחת.עבור הערכות רגישות של פליטות אזוריות, פלטפורמות קבועות עם LiDAR או חיישנים רב-ספקטרום לספק בסיס ביניים יעיל בין סקרי לווייני ורב-רוטור.

מסקנה

טכנולוגיית ד"רון עברה מחידוש ניסיוני לכלי חיוני בהערכה של סיכונים מפולת ומעקב אחר היכולת לספק מנהלים בעלי רזולוציה גבוהה, מהירה ובטוחה לאיסוף נתונים בכל השלבים של אירוע מפולת – מראש-אפילוט מיפוי, ניטור תנועה פעיל, והערכה שלאחר-אפילוט של נזקים - הוכחו ביישומים רבים בתחום, בעוד אתגרים נשארים בנתוני עיבוד, תאימות, ומגבלות תפעוליות, שקיפות מתמשכת של טכנולוגיות מופחתות, יתפתחו של קבוצות בקרה ובודדות, לבודדות, לכדי יכולת ניהול חיים מתקדמת, לבודדות, לבודדות, יכולות ניהול חיים בטווח הארוך, לבודדות, לבודדות, לבודדות, לבודדות יותר.