对地震应急工作而言,新技术的应用核心就是提高工作时效,在此基础上结合业务特性进行专业领域应用拓展。本次地震应急中,运用云南地震现场灾害损失调查系统获取地震灾情、进行地震烈度调查和灾害损失评估计算,运用旋翼无人机开展小区域对地观测,完成灾民安置点核查。新技术相对于传统方法能够更快速、更直观地开展工作,提高了工作效率,确保了工作成果。
2.1 云南地震现场灾害损失调查系统
云南地震现场灾害损失调查系统以服务地震灾害损失调查与评估工作为出发点,依托互联网技术、移动通信技术、地理信息技术及其他软硬件设备,实现地震现场灾情速报、灾情调查与评估、工作成果展示、指挥调度等功能,从而提高了灾害损失评估工作效率和质量。该系统包括移动端软件和服务器端软件,移动端主要为现场调查人员提供便捷获取灾情、快速上报、及时沟通等服务,包含基础信息、灾害调查、资料共享等功能; 服务器端软件主要为指挥人员和专家组提供指挥调度、灾情查看编辑、数据汇总导出等服务,包含科技成果、灾情展示、灾情汇总、评估计算等功能(图2)。本次地震主要应用了该系统
图2 调查系统软件功能图
Fig.2 The function of survery system software map
中的灾情调查、灾情展示、损失评估计算等功能,对地震烈度调查和应急工作起到一定的辅助作用。
2.1.1 灾情调查与展示
云南地震现场灾害损失调查系统遵循国家地震现场调查工作规范设计调查表,调查点数据收集的内容包括:各调查点概况(调查点名称、位置、户数、面积等),房屋建筑破坏面积,人员伤亡数量,生命线工程、地震次生灾害、地震地质灾害破坏情况及震害照片描述(图3)。在有网络的情况下,移动端通过灾情调查功能可实现调查点信息的实时采集与传输; 在无网络的情况下,移动端通过离线形式登陆完成调查点信息的采集、录入及缓存,待有网络时自动将调查点信息传回指挥部。服务器端调查点信息可在基础地图上实时展示,包括人员伤亡、房屋倒塌、生命线工程破坏信息、次生灾害信息以及其他灾情信息。由于本次地震灾区受地形地势限制,城区移动通信信号覆盖率较高,山区移动通信信号较差,在县界交接处的山地林间基本处于无信号的状态,移动端上报数据出现数据无法传输或传输不完全情况,所以只有部分调查点数据通过该系统移动终
图3 调查点灾情收集图
Fig.3 Gather disaster information of survey points
图4 调查点灾情展示图
Fig.4 Disaster data display map of survey points
端上报,其余调查点数据通过网页填报方式上报,服务器端接收并展示调查数据(图4)。借助于灾情展示功能,现场指挥部可以实时掌握每个调查点的基本信息、破坏情况以及调查点空间分布格局,适时进行调查路线的增补和调整。本次地震灾情调查中通过移动终端上传7个调查点信息,现场指挥部对调查点分布情况进行分析后对灾区洱源县西山乡、乔后镇采取了调查点补充工作。
2.1.2 调查点信息汇总
该调查系统对已上传的调查点信息按调查点烈度和房屋破坏信息2种形式进行分类、统计、汇总,为灾害损失计算与灾评报告编写整合基础资料。调查点烈度信息汇总于表1,其中包含了各调查点名称、调查点坐标、调查点烈度和调查人信息,依据该表内容,借助于GIS平台,可开展调查烈度绘制工作。调查点详细信息(图5)包含了单个调查点的类型、坐标、人口、户数、各类型房屋破坏情况等数据内容以及调查点典型破坏图片、视频信息。调查点详细信息为灾害损失评估计算提供基础数据。
表1 调查点信息汇总表
Tab.1 The Collection information of survey points
图5 调查点详细信息图
Fig.5 Detailed information of survey points
2.1.3 损失评估计算
根据《地震现场工作第4部分:灾害直接损失评估》(GB/T 18208.4—2011)的规定,借助于调查点的房屋建筑结构、房屋破坏等级等信息,结合灾区人口、人均建筑面积、房屋结构比、重置单价等基础数据,通过数学模型计算出各个评估区的房屋破坏面积和经济损失。数学模型设计时,按不同评估区统计计算各行政单元震害系数,一方面中和了行政单元内抽样点数量不均问题(卢永坤等,2011; 周光全,2011),另一方面减
图6 损失评估计算图
Fig.6 Loss assessment calculation chart
轻了工作量,计算结果不会引起偏差。该系统根据地震事件和行政区划建立不同评估区,各评估区选择调查点进行分类计算(图6),计算结果以EXCEL表格形式导出,可直接用于编写灾害损失评估报告。
2.2 旋翼无人机
旋翼无人机具有体积小、灵活轻便、易于操控、图像清晰、处理相对简单等特点。重大自然灾害发生之后,在信息中断交通受阻的情况下,使用无人机可快速获取地理、资源、环境、灾害等空间遥感信息,非常适合于自然灾害发生后的灾情获取和评估工作(陆博迪等,2011)。
云南省地震局首次将旋翼无人机技术应用于本省地震应急救灾工作,在此次地震中,根据现场指挥部安排和当地政府需求,现场工作队携带旋翼无人机前往极震区云龙县长新乡新塘村委会多衣树村(安置农户18户、村民76人),航拍灾民安置工作影像。旋翼无人机共采集了极震区灾民安置影像47幅和约1G的高清视频资料,利用图像拼接软件Pix4D快速制作多衣树村灾民安置航拍影像图(图7)。从图7可见,灾民安置点地势平坦、开阔,遥感图像上浅蓝色、大小一致、规则排列的建筑物为灾民安置帐篷(红色椭圆区内)。政府根据航拍影像,可核实各安置点地理位置选择是否合理、已安置帐篷的数量,根据每顶帐篷理论安置人数估算灾区被安置的人员数量、生活物资发放数量,从而为地方政府指挥部署和制定灾民安置、救灾物资需求方案提供一定依据。
图7 多衣树村灾民安置点航拍图
Fig.7 The aerial map of Duoyishu Village
同时,现场工作队对云龙县城区进行航拍,共拍摄800多幅高清影像,通过软件拼接处理制作了云龙县城区震后遥感影像图(图8),储备了第一手震后县城无人机影像基础资料。此外,还对城区地标建筑进行360°拍摄,并进行三维拼图,初步探索了无人机小区域航拍、单体建筑三维拍摄方面的应用。
图8 云龙县城区航拍图
Fig.8 The urban aerial map of Yunlong County
