ARCNEWS
California nâng cao khả năng ứng phó với cháy rừng nhờ xử lý nhanh hình ảnh từ máy bay không người lái
Trong suốt mùa hè, hai trận cháy rừng kinh hoàng ở Bắc California đã thiêu rụi hàng trăm nghìn mẫu Anh, phá hủy hàng nghìn công trình kiến trúc và gây nguy hiểm cho vô số ngôi nhà và cuộc sống. Đám cháy Complex Fire phía Bắc bùng cháy ở các Hạt Butte và Plumas và Đám cháy CZU August Lightning Complex Fires ở các Hạt San Mateo và Santa Cruz là những đám cháy rừng kinh hoàng cần sự phản ứng khẩn cấp có tổ chức và nhanh chóng từ các đội địa phương.
Để hỗ trợ các nỗ lực ứng phó và đánh giá thiệt hại, cơ quan thực thi pháp luật cần một cách tốt hơn để xem xét các khu vực này. Đó là những nơi cần có máy bay không người lái xuất hiện. Các hệ thống máy bay không người lái (UASs) này đang ngày càng trở thành một phần quan trọng trong công tác ứng phó với thảm họa. Họ có thể giúp thực hiện một loạt các hoạt động, từ cung cấp cho nhân viên khẩn cấp nhận thức tình huống nhanh chóng đến việc tạo bản đồ các khu vực bị ảnh hưởng.
Sử dụng Site Scan for ArcGIS, cùng với ArcGIS Online, GeoAcuity có thể cung cấp các sản phẩm hình ảnh hoàn chỉnh trong vòng 24 đến 48 giờ kể từ khi bắt đầu thu thập dữ liệu bằng máy bay không người lái.
Cơ quan thực thi pháp luật chịu trách nhiệm về những đám cháy này đã giao nhiệm vụ cho đối tác Esri và công ty tư vấn không gian địa lý GeoAcuity thu thập hình ảnh từ trên không về các khu vực bị ảnh hưởng bằng cách sử dụng máy bay không người lái. Để cung cấp cho nhiều cơ quan và công chúng hình ảnh họ cần để tiến hành đánh giá hỏa hoạn và tăng cường nỗ lực khôi phục, công ty đã triển khai phần mềm lập bản đồ máy bay không người lái dựa trên đám mây Site Scan for ArcGIS, cùng với ArcGIS Online.
“Chúng tôi có thể xuất hiện tại mọi chỗ; phóng lên một UAS; và trong vòng một giờ sau chuyến bay, hình ảnh được xử lý nhanh chóng và gửi đến những người cần [chúng] nhất, ”Jason Knowles, Giám đốc điều hành và người sáng lập GeoAcuity cho biết. “Khả năng có thông tin không gian địa lý hiện tại và chính xác là chìa khóa để hỗ trợ những người phản hồi đầu tiên”.
Một cách mới để chụp, xử lý và chia sẻ hình ảnh từ máy bay không người lái
Đối phó với một trận cháy rừng hoành hành đòi hỏi phải có kế hoạch thích hợp và quản lý hiệu quả. Để biến máy bay không người lái trở thành một phần hữu ích của quá trình này, trước tiên, nhóm tại GeoAcuity cần xác định các khu vực cần chụp hình ảnh và sau đó, sau khi thực hiện xong các chuyến bay, dữ liệu hình ảnh và siêu dữ liệu sẽ được quản lý và tải lên đám mây để xử lý .
Tuy nhiên, đây không phải là cách mọi thứ luôn được thực hiện. Trong những nỗ lực trước đây để sử dụng máy bay không người lái để chụp hình ảnh cháy rừng, các đội phản ứng đã xác định các khu vực để chụp hình ảnh bằng bản đồ giấy; băng keo; và, trong ít nhất một trường hợp, bút đánh dấu màu vàng. Không có gì ngạc nhiên khi đây không phải là phương pháp hiệu quả nhất để thu thập hình ảnh máy bay không người lái hoặc giao tiếp kế hoạch với nhiều nhóm và cơ quan trong tình huống khẩn cấp.
Quy trình làm việc mới của GeoAcuity giúp bạn dễ dàng lên kế hoạch bay ở đâu, chia nhóm máy bay không người lái và sau đó gửi chúng ra ngoài để thu thập dữ liệu.
Greg Crutsinger, giám đốc nghiên cứu ứng dụng tại GeoAcuity, cho biết: “Chắc chắn có những thách thức về thể chất trong trận cháy rừng với khói và tầm nhìn, cây đổ và đường dây điện, sức nóng, và không thể [không thể hoạt động] cùng nhau trong một đại dịch toàn cầu. Đại dịch COVID-19 cũng đang lan rộng trong khi những ngọn lửa này bùng cháy. Những khó khăn đó cũng đã đủ để chúng ta cần cố gắng giải quyết mà không cần lo lắng về những gì bạn sẽ làm với tất cả hình ảnh này."
GeoAcuity muốn có một giải pháp mới giúp dễ dàng xác định, chụp và xử lý hình ảnh, sau đó chia sẻ dữ liệu không gian địa lý với các nhóm ứng phó khẩn cấp khác nhau. Vì vậy, họ đã chọn Site Scan để thu thập, xử lý và phân tích hình ảnh máy bay không người lái, và ArcGIS Online để lập kế hoạch cho các chuyến bay và cuối cùng là phổ biến thông tin liên quan cho những người tham gia chữa cháy.
“Mục tiêu của chúng tôi là có thể chia sẻ dữ liệu càng rộng càng tốt cho nhiều bên liên quan nhất có thể… theo cách mà tất cả các cơ quan có thể hiểu,” Crutsinger nói.
Thử nghiệm và tin tưởng công nghệ giúp đẩy nhanh tiến độ
Các nhân viên của GeoAcuity đã là người sử dụng Esri hơn 20 năm, vì vậy họ đã quen thuộc và tin tưởng vào cách thức hoạt động của các sản phẩm Esri.
“Chúng tôi có thể xây dựng [bản đồ và sản phẩm thông tin mới] một cách nhanh chóng. Chúng tôi hoạt động rất hiệu quả trong môi trường của Esri, "Knowles nói.
Điều đầu tiên mà nhóm GeoAcuity đã làm là thiết lập quy trình làm việc để thu thập dữ liệu tại hiện trường và truyền tải dữ liệu đó trở lại văn phòng một cách hiệu quả. Để lập kế hoạch nhiệm vụ, nhóm đã cấp cho tất cả các phi công của máy bay không người lái quyền truy cập vào ArcGIS Online để xem kế hoạch bay và trạng thái của nhiệm vụ thu thập dữ liệu của họ thông qua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng. Các phi công cũng có thể sử dụng thiết lập này để nhận hướng dẫn về nơi bay chính xác.
Tiếp theo, nhóm đã sử dụng Site Scan để nhập hình ảnh đã chụp và tích hợp nó vào hệ thống hỗ trợ truyền tải dựa trên đám mây. Site Scan cho phép nhóm xử lý hình ảnh trực quan nhanh hơn bao giờ hết và xuất bản trực tiếp lên ArcGIS Online. Sau đó, các thành viên trong nhóm đã sử dụng các sản phẩm khác của Esri, chẳng hạn như ArcGIS Dashboards và ArcGIS Web AppBuilder, để tạo trang tổng quan và ứng dụng nhằm theo dõi trạng thái của dự án và trực quan hóa dữ liệu kết quả.
Theo Crutsinger, GeoAcuity đã “xử lý hàng trăm gigabyte dữ liệu mỗi ngày và công khai chúng vào ngày hôm sau,” cung cấp các sản phẩm hình ảnh hoàn chỉnh trong vòng 24 đến 48 giờ kể từ khi máy bay không người lái cất cánh.
“Để có thể đưa ảnh vào ArcGIS Online và khả năng tham chiếu dữ liệu đó vào bản đồ của chúng tôi là rất lớn,” Knowles nói thêm. “Khả năng kết nối và tương tác đó giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian.”
GeoAcuity đã thu thập hình ảnh của các khu vực bị đốt cháy và ghép chúng thành hình ảnh 2D hoàn chỉnh chính xác. Nó cũng ghi lại toàn cảnh 360 độ và video từ trên không về các khu vực cháy.
Với North Complex Fires, GeoAcuity và Văn phòng cảnh sát trưởng hạt Butte đã công bố hình ảnh UAS với độ phân giải cao khoảng 2.500 mẫu sau đám cháy dưới dạng 312 ảnh toàn cảnh riêng lẻ và chia sẻ chúng qua 3 bản đồ web trực quan công khai. Còn CZU August Lightning Complex Fires, hình ảnh sau đám cháy UAS có độ phân giải cao của khoảng 6.000 mẫu dưới dạng 650 ảnh toàn cảnh riêng lẻ, được chia sẻ bằng cách sử dụng hai bản đồ web trực quan công khai.
Rất nhiều bên liên quan được hưởng lợi từ những hình ảnh đã được xử lý nhanh
GeoAcuity đã cung cấp cho các cơ quan thực thi pháp luật bản đồ lấy từ hình ảnh mà họ cần để ứng phó với đám cháy và bắt đầu nỗ lực khôi phục.
Các cơ quan thực thi pháp luật, đội ứng phó khẩn cấp và người dân đều thu được lợi ích từ việc thu thập và phổ biến trong liên kết giữa hình ảnh từ máy bay không người lái và không gian địa lý của GeoAcuity.
Điều quan trọng, GeoAcuity có thể cung cấp nhận thức tình huống nâng cao cho những người phản hồi đầu tiên. Hơn 30 văn phòng cảnh sát trưởng ở 5 quận cho biết họ rất ấn tượng với giá trị mà bản đồ kỹ thuật số dựa trên hình ảnh đã mang lại cho tổ chức của họ. Điều này đã giúp tất cả các nhóm tham gia ứng phó và khắc phục hỏa hoạn cùng làm việc.
“Tính hiệu quả và kịp thời của hình ảnh… nâng cao nhận thức tình huống khi không thể đến khu vực thiên tai,” Knowles nói. “Chúng cung cấp cái nhìn tổng quan về thảm họa… và giúp những người ra quyết định ưu tiên nơi gửi trợ giúp và tập trung nỗ lực xây dựng lại.”
Theo GeoAcuity, các ứng dụng web của họ đã được xem hơn 90.000 lần — và không chỉ bởi những người ứng cứu khẩn cấp. Cư dân trong khu vực đã sử dụng các tài nguyên miễn phí dành cho công chúng — bao gồm bản đồ có tầm nhìn toàn cảnh và bản đồ trước và sau thảm họa — để xem trực tuyến ngôi nhà của họ và bắt đầu đánh giá những thiệt hại có thể xảy ra.
“[Số lượt xem] cho tôi biết giá trị gia tăng đáng kể cho cộng đồng và những người phản hồi đầu tiên,” Knowles nói. “Cư dân có thể kiểm tra nhà của họ khi các khu vực cháy vẫn bị đóng cửa cho công chúng. Chúng tôi yêu cầu công dân sử dụng dữ liệu để trợ giúp yêu cầu bảo hiểm, cũng như hỗ trợ các trang GoFundMe sử dụng hình ảnh trước và sau thảm họa của địa điểm đó. ”
Đối với North Complex Fire, 312 hình ảnh toàn cảnh riêng lẻ của khu vực bị cháy đã được công bố.
Những nỗ lực của GeoAcuity cũng đã mang lại cho các hạt bị ảnh hưởng hồ sơ lịch sử với những hình ảnh có độ phân giải cao mà họ có thể tham khảo vào bất cứ thời gian nào. Và các cơ quan và công ty bảo hiểm khác nhau đã và đang sử dụng hình ảnh để làm việc cùng nhau nhằm khôi phục các khu vực bị ảnh hưởng bởi đám cháy.
Crutsinger cho biết: “Tôi đã được các công ty bảo hiểm nói với tôi rằng họ không cần cử một nhóm nào ra để xem xét địa điểm thiệt hại hoặc yêu cầu bồi thường vì hình ảnh đã đủ tốt.
GeoAcuity cũng có thể kết hợp các lớp dữ liệu GIS khác, chẳng hạn như ranh giới tài sản và địa hình, để làm cho hình ảnh mạnh mẽ hơn và cung cấp thông tin ở định dạng chuẩn mà tất cả các bên liên quan có thể sử dụng. Ngoài ra, việc sử dụng Site Scan để xử lý hình ảnh đã cho phép nhóm của GeoAcuity nhanh chóng đưa hình ảnh vào bản đồ web tương tác dễ sử dụng và các ứng dụng khác.
Crutsinger nói: “nhiệm vụ chính của chúng tôi là làm cho sản phẩm cuối cùng trang nhã và hấp dẫn về mặt hình ảnh nhất có thể để kể câu chuyện về thảm họa. Đó là những gì mà các sản phẩm của Esri được xây dựng để hướng tới. Các bên liên quan luôn ngạc nhiên về các sản phẩm được sản xuất quá nhanh”.
Quy trình làm việc tích hợp Hợp lý hóa phản hồi và phục hồi
Việc sử dụng Site Scan và công nghệ ArcGIS khác, bao gồm Dashboards và Web AppBuilder, đã mang lại cho GeoAcuity một quy trình làm việc toàn diện, từ đầu đến cuối để định hình chiến lược, lập kế hoạch và thiết lập các hoạt động hậu cần.
Đối với North Complex Fire, 312 hình ảnh toàn cảnh riêng lẻ của khu vực bị cháy đã được công bố.
“Giờ đây, chúng tôi có thể lên kế hoạch bay trước cho một khu vực cần quét, chia thành các đội bay không người lái, cử họ ra ngoài để thu thập dữ liệu, theo dõi tất cả các thẻ SD [với hình ảnh máy bay không người lái thô trên đó] khi họ đến, xử lý tất cả hình ảnh, tích hợp các lớp vào bản đồ web, và sau đó xuất bản chúng cho các cơ quan và công chúng”, Crutsinger nói.
Việc sử dụng quy trình làm việc tích hợp này, thay vì các công cụ riêng biệt, cho mọi thứ từ lập kế hoạch nhiệm vụ đến kết hợp hình ảnh lại với nhau, chắc chắn đã giúp hợp lý hóa các nỗ lực ứng phó và khôi phục cho North Complex và CZU August Lightning Complex Fire.
“Chúng tôi càng dành ít thời gian để thực hiện các cuộc khảo sát và lập kế hoạch cho các nhiệm vụ, thì càng có nhiều thời gian để thu thập dữ liệu và phản ứng sẽ có tác động hơn”, Knowles nói. “Sự tác động và sự tàn phá của con người tới thiên nhiên là vô cùng lớn, nhưng đó là một điều có ý nghĩa vì chúng tôi thấy được dữ liệu mà chúng tôi thu thập được và cung cấp có thể giúp tạo ra sự khác biệt lớn như thế nào.”