简述垂直起降固定翼无人机在防震减灾中的应用

近几年来,无人机防震减灾中发挥着越来越重要的作用,在“十四五”国家防震减灾规划编制工作中,明确指出要以防震减灾现代化建设为目标,在精准上下功夫,针对中央巡视指出的问题和防震减灾工作存在的短板,着力提升地震灾害防治能力。在科技力量助力防震减灾的新时代,工业无人机的应用得到了重视和大规模应用推广,可以有效提升地震预测预警能力,并在震后救灾、灾后重建等工程中提高效率和科技创新能力。在防震减灾中用到的无人机主要有多旋翼无人机、无人直升机、固定翼无人机、复合翼无人机等,近年来兴起的垂直起降复合翼无人机在实际应用中逐渐脱颖而出,其优势主要体现在以下几个方面。1、垂直起降,续航时间长。垂直起降固定翼无人机结合了固定翼和多旋翼无人机的优势,不需要跑道即可垂直起降,执行飞行任务时切换至固定翼姿态,拥有更长的续航时间,可进行大范围的航测作业。2、高精度数据采集。垂直起降固定翼无人机因其载重可达2-6KG,可搭载五拼相机、激光雷达、双光吊舱等任务设备,获取高精度影像图或视频资料,为现场救援、灾后重建等工作提供重要的参考数据。3、机动灵活,适应复杂的灾害环境。目前垂直起降固定翼无人机一般采取模块化设计,可快速拆装,机动性能强、使用方便,在复杂的灾害环境下可迅速投入工作,不间断地跟踪事件的进展,为指挥中心提供及时有效的实时信息。我国最早研发生产垂起无人机的公司为成都纵横大鹏无人机公司,目前,该公司已形成七大系列数十种细分型号,广泛应用于防震减灾、测绘与地理信息、巡检、安防监控、应急等领域,细分市场占有率超过50%,是国内技术领先、产品谱系齐全、具备自主研发制造能力、应用规模最广的无人机企业。中国大陆地震最多的地方是川滇一带,因其处在印度洋板块和亚欧板块交接地带,印度洋板块每年会向亚欧板块移动、碰撞,导致此地带地震频发,汶川地震、芦山地震,雅安地震、九寨沟地震、长宁地震等让四川被冠以了地震大省的称号。作为川企,成都纵横大鹏无人机经常出现在抗震第一线,下面小编就以实际案例来谈一谈垂起无人机在防震减灾中的重要应用。垂起无人机在地震预警系统中的应用尽管我国灾害预警系统建设已经取得了一定成效,但仍然处于起步阶段,灾害监测预警、工程防御、信息化建设等综合防灾减灾能力建设,存在短板。而无人机参与地震预测系统是“科技应用于防震减灾”的突破,实现了运用创新技术提升多灾种预警科技和服务水平,做到快速响应、及时控制,最大限度地减轻灾难对人民和环境的影响。2020年6月,成都纵横公司与成都高新减灾研究所签订战略合作协议,双方本着“优势互补,资源共享,互信双赢,共促发展”的原则,在无人机地灾预警、地灾大数据、应急处置领域,开展全方位深度的交流合作。双方将共同推出无地灾综合应用系统,整合天、空、地、地下传感器数据,实现全区域、多灾种、全渠道的灾害预警服务能力,探索灾害预警技术方案、标准体系、管理机制,面向我国、乃至全球灾害预警系统的建设与服务。垂起无人机在抗震救灾中的创新应用无人机在抗震救灾中的应用范围广泛,数据采集、通信中继、生命搜寻、调度指挥、物资运输等都可以使用无人机提高救援效率。垂起无人机凭借其大载重、长航时的优势,在救援中更是如虎添翼,除了上述提及的灾区勘测、生命搜寻、实时监控等功能外,还能为精准救援、高效救援提供强大的技术支持。2018年5月,新北川县城震害可视化预测系统上线,通过该系统可以直观地查看地震中城市建筑群如何晃动,哪些建筑破坏得比较厉害,为抗震救灾提供参考,做到准确施救。该系统为抗震防灾新成果。该震害可视化预测系统前期的数据采集工作,就是利用垂起无人机CW-10大鹏和CW-30大鹏,搭载多拼相机对北川新县城进行倾斜摄影所得。据了解,此次航测作业有效面积6平方公里。其中,CW-30大鹏搭载五拼相机(全画幅),飞行1个架次,飞行时长2个小时,飞行高度280米,拍摄照片1万2千余张,照片总容量容量超过400G。CW-10大鹏搭载五拼相机(半画幅)飞行4个架次,飞行高度200米,拍摄照片2万张,照片总容量300G。依据每次地震波的不同类型,该系统可以预测地震后城市楼群的损伤程度,从而推算出抗震救灾的重点区域,从而实现准确施救。“新北川县城震害可视化预测系统”成果目前已经开始应用在地震救灾的实践中,由于该方法显著的优势和原创性,得到了众多国际知名专家的高度评价,成为了美国国家科学基金重大项目“多灾害模拟平台”核心模块之一。垂起无人机在灾后重建中的重要作用灾前预警、灾后救援等都有了无人机积极参与的身影,此外,在灾后重建、隐患排查的重大工作中,无人机以其机动灵活、高空航测的优势,可以全面了解灾后重建的进展,并深入到人工难以排查的地方。2017年8月九寨沟遭遇7.0级地震,导致景区内多处景点受损、山体大量滑坡,地质隐患较大。为了加快景区重建及隐患排查工作,成都纵横公司使用CW-15大鹏协助四川省地矿局402地质队,开展景区航测工作。作业区域位于九寨沟自然保护区地势南高北低,山谷深切,高差悬殊,区北缘九寨沟口海拔仅2000米,中部峰岭均在4000米以上,南缘达4500米以上,地质背景复杂,且大部分为无人区,植被茂密。整个任务难度系数高,对飞行技术、飞机的整体性能提出了要求。本次作业CW-15大鹏搭载专业航测相机,在九寨沟景区尖盘寨起降,共飞行3个架次、作业面积约57平方公里,最远作业半径为21千米。通过航测数据可协助景区重建工作,发现人工难以巡查到的地质灾害点,推进景区内地质灾害风险预报,提前做好防范措施。”综上所述,垂起无人机在防震减灾中起着越来越重要的作用和影响。我国自然灾害发生频繁,每年灾害造成的损失巨大,提升地震灾害预警能力、提高救灾效率和质量是当前的重要课题。无人机航空遥感系统作为卫星遥感和载人航空遥感的补充手段, 具有实时性强、灵活方便、外界环境影响小、成本低的优点, 其弥补了防震减灾工作存在的短板,具有广阔的发展空间和应用前景。

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