Author: quet3d

Việc cải tạo các tòa nhà được xem là công việc khá phức tạp. Với mô hình 3D chân thực và chính xác cho phép chúng ta có thể tu bổ và xử lý được một cách chính xác.

Thông thường một số dự án sẽ liên quan nhiều đến các đơn vị, từ chính quyền địa phương, kiến ​​trúc sư cho đến các nhà thầu.Chính vì vậy giải pháp dữ liệu đầu vào hết sức phức tạp. Các bên liên quan khác nhau yêu cầu các dữ liệu đầu vào khác nhau. Với Mô hình 3D chân thực và chính xác đến từng milimet về ngoại thất và nội thất của một tòa nhà cho phép bảo tồn, xây dựng và thiết kế.

Dự án trường Đại học Xây Dựng được Anabim mô phỏng mô hình 3D. Sử dụng công nghệ bằng máy bay không người lái , chúng tôi đã quét được hiện trạng tổng thể của toà nhà.

Mục tiêu chính của cuộc khảo sát là cung cấp hình ảnh có độ phân giải cao – với GSD trong phạm vi milimet – của toàn bộ toà nhà thí nghiệm của trường Đại học Xây dựng.

Toàn bộ dự án, từ chụp ảnh đến kết quả, mất 4ngày. Vào ngày đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã thu được các hình ảnh; ngày thứ hai được dành riêng để xử lý hình ảnh ; ngày thứ ba để hợp nhất các dự án, hiệu chỉnh và tạo ra đám mây điểm. Ngày cuối cùng được phân bổ để chỉnh sửa đám mây điểm, tạo lưới và xuất bản.

Từ hình ảnh đến dữ liệu chân thực, đều được gắn thông tin rõ ràng

Để tạo ra mô hình 3D, các hình ảnh được xử lý bằng phân mềm. Để bắt đầu, các hình ảnh được chia thành các khối và được hiệu chỉnh riêng biệt như các dự án riêng lẻ. Bước tiếp theo là tạo hiệu ứng đám mây điểm ảnh. Chỉnh sửa và tạo lưới và xuất bản là những bước cuối cùng.

Ngoài việc đơn giản hóa tài liệu và hợp lý hóa mô hình hóa chính xác ngoài trời của tòa nhà trong một mô hình duy nhất là mô tả chính xác được đúng kích thước và các chi tiết gắn được thông tin. Trong trường hợp này, toà nhà đã được mô phỏng chính xác nhằm phục vụ cho việc cải tạo, tu bổ.

Cứu hỏa và cứu hộ NSW đã có mặt để chữa cháy. Bây giờ các đám cháy rừng đã được kiểm soát, họ đang giúp khắc phục những gì xảy ra sau sự cố.

Cứu hỏa và Cứu hộ New South Wales (FRNSW) là một trong những dịch vụ cứu hỏa và cứu hộ đô thị lớn nhất thế giới và bận rộn nhất ở Úc. Vào mùa hè năm 2019/2020, họ phải đối mặt với thách thức lớn nhất khi các trận cháy rừng tàn khốc hoành hành trên khắp đất nước.

Đám cháy của Mùa hè ở Úc đã thiêu rụi 5 triệu ha chỉ riêng New South Wales. Hơn 8.000 tòa nhà đã bị phá hủy và việc khôi phục được dự đoán sẽ tiêu tốn hàng tỷ đồng. Đội FRNSW gồm hơn 3.500 lính cứu hỏa toàn thời gian, 7.800 lính cứu hỏa tình nguyện cộng đồng và bán thời gian, cộng với gần 500 nhân viên hành chính và thương mại, đã tận mắt chứng kiến ​​sự tàn phá khi họ chiến đấu với đám cháy.

Một khi đám cháy rừng được kiểm soát hiệu quả, trọng tâm của các hoạt động chuyển sang phục hồi.

Bước đầu tiên của việc dọn dẹp là ước tính lượng tro tàn, những gì mà đám cháy đã gây ra.

Hậu quả của đám cháy là gì?

Bạn sẽ cứu được gì nếu ngôi nhà của bạn bị cháy? Bạn sẽ bị buộc phải rời đi – và điều gì xảy ra tiếp theo?

Katherine Tuinman-Neal, chuyên gia Hệ thống Dữ liệu và GIS từ Đơn vị Hàng không và Cháy rừng FRNSW giải thích: “Bước đầu tiên để phục hồi sau sự kiện thiên tai là xử lý tất cả các mảnh vỡ – loại bỏ tác động vật lý có thể nhìn thấy được để việc khắc phục có thể bắt đầu.

Chính phủ New South Wales đã cam kết chi trả chi phí dọn dẹp và nhóm FRNSW đã được triển khai để thực hiện những bước đầu tiên.

Cách lính cứu hỏa làm việc với UAV ở Úc

Tuinman-Neal giải thích: “Chúng tôi gọi khả năng UAV của mình là Hệ thống máy bay được điều khiển từ xa. Hệ thống máy bay được điều khiển từ xa hoặc RPAS “Không chỉ bao gồm nền tảng mà còn bao gồm các cảm biến, phi công, phi hành đoàn hỗ trợ, các hệ thống và ứng dụng cung cấp công nghệ tuyệt vời này”.

Cứu hỏa và Cứu hộ New South Wales đã làm việc với công nghệ bay không người lái từ năm 2015. Năm 2017, một nhóm UAV mới đã được ra mắt: Đơn vị Hàng không và Cháy rừng FRNSW. Nhóm bao gồm các Sĩ quan Kỹ thuật Hàng không, một Trưởng nhóm, một Chuyên gia Dữ liệu và Hệ thống và một Giám đốc cấp trên quản lý đơn vị.

Nhóm đã thực hiện một loạt các dự án. Như Tuinman-Neal giải thích, chúng bao gồm: “ Ứng phó lũ lụt , sự cố hazmat, hỗ trợ các hoạt động cháy rừng, giám sát đám cháy dưới lòng đất, hỗ trợ khắc phục hậu quả thiên tai , cháy nhiên liệu trong tàu container, cháy tàu chở dầu, đánh giá rủi ro trước sự kiện , đốt cháy theo quy định, giám sát môi trường và tất nhiên, tính toán thể tích của các mảnh vỡ. ” “Mục đích của nhiệm vụ là ước tính khối lượng mảnh vỡ bằng cách sử dụng RPAS [Hệ thống máy bay được điều khiển từ xa], cả ở cấp độ tài sản riêng lẻ và số lượng tổng thể trong các cộng đồng và trên toàn tiểu bang,” Tuinman-Neal tiếp tục: “Nhưng số lượng và Loại chất thải mà Cơ quan Quản lý Chất thải đang xử lý và các cơ sở phù hợp có sẵn sàng tiếp nhận không? ”

Mọi thứ trông giống nhau khi được bao phủ bởi tro, nhưng nhóm FRNSW biết rằng không phải mọi loại chất thải đều có thể được xử lý theo cách giống nhau. Họ phân loại để phân loại các loại chất thải, bao gồm:

• Chất thải xanh (chất hữu cơ)
• Vật liệu có thể phục hồi
• Phương tiện và thiết bị
• Chất thải xây dựng
• Chất thải amiăng
• Chất thải nguy hại

Việc phân loại chất thải trước khi được xử lý giúp các cơ quan quản lý chất thải hiểu được khối lượng và loại vật liệu mà họ sẽ cần xử lý và lập kế hoạch cho phù hợp. Đảm bảo amiăng hoặc chất thải nguy hại được dán nhãn rõ ràng để giúp những người trên mặt đất làm việc an toàn khi họ dọn sạch các khu vực ‘trong bóng tối’.

“Dữ liệu giúp phát triển cơ sở cho chiến lược xử lý toàn diện tại địa phương và toàn tiểu bang để đảm bảo rằng các cơ sở xử lý và chất thải ở mọi cấp độ và mọi bước của con đường có thể xử lý số lượng và loại mảnh vụn liên quan khi cộng đồng bắt đầu dọn dẹp – trong khi vẫn có thể để tái chế, tái sử dụng hoặc tái sử dụng nếu có thể, ”Tuinman-Neal nói. “Chúng tôi hy vọng rằng khi biết thêm về các loại mảnh vụn gặp phải, môi trường sẽ được hưởng lợi từ việc tái chế nhiều hơn và ít phải đi chôn lấp hơn”.

Nghiên cứu hiện tại để lập kế hoạch cho tương lai

Mùa Hè Đen không phải là mùa cháy đầu tiên của Úc. Và khi cuộc khủng hoảng khí hậu đẩy nhanh các kiểu thời tiết cực đoan, đây sẽ không phải là lần cuối cùng của chúng. Nhiệm vụ của nhóm FRNSW đã gấp hai lần. Đầu tiên và quan trọng nhất, để hỗ trợ các cộng đồng có nhu cầu. Thứ hai, để “Xác định chính xác những mảnh vỡ sau tác động nào tồn tại trong các cộng đồng bị ảnh hưởng nặng nề nhất ở Bờ biển phía Nam của New South Wales,” Tuinman-Neal giải thích. Thông tin thu thập được sẽ cho phép Đơn vị Hàng không và Cháy rừng FRNSW phát triển một quy trình làm việc mạnh mẽ, có thể mở rộng và có thể được sử dụng trong tương lai.

Tuinman-Neal cho biết: “Chúng tôi đã nhắm mục tiêu đến bốn cộng đồng sở hữu ‘hồ sơ mảnh vỡ’ khác nhau để có được cái nhìn sâu sắc về khía cạnh thực tế của việc phục hồi làm sạch sẽ như thế nào,” Tuinman-Neal nói. Cơ quan quản lý môi trường chính của New South Wales, EPA NSW, đã làm việc với FRNSW để xác định các khu vực tốt nhất để thực hiện phân tích này.

Các ‘hồ sơ mảnh vỡ cộng đồng’ khác nhau được phân loại rộng rãi là:

• Ngoại ô – Những ngôi nhà dành cho một gia đình độc lập với thảm thực vật hạn chế
• Bất động sản nghỉ dưỡng ven biển – Những ngôi nhà độc lập có khoảng cách rộng rãi được bao quanh bởi thảm thực vật. Vị trí ven biển dẫn đến các kiểu thời tiết khác với các khu vực nội địa
• Bán nông thôn – Những ngôi nhà và công trình xây dựng độc lập, phân tán rộng với thảm thực vật
• Nông thôn / vùng sâu vùng xa – Những ngôi nhà và công trình xây dựng độc lập, có thêm sự phức tạp của vật liệu nông trại và kho chứa nhiên liệu

Bất kể khu vực nào, quy trình lập bản đồ vẫn giống nhau.

Chi tiết dự án: Ước tính khối lượng chất thải sau thiên tai

Vị trí	New South Wales, Úc
Đội	Đơn vị hàng không và chữa cháy New South Wales
Phần cứng	DJI M210 với cảm biến X5S DJI Mavic 2
Phần mềm	Pix4Dcapture – phần mềm lập kế hoạch bay bằng máy bay không người lái Pix4Dmapper – phần mềm đo ảnh
Thu thập dữ liệu	Tổng cộng 5 ngày
Thời gian xử lý	9 tiếng
Định dạng dữ liệu	Hình ảnh .jpg RGB
Tổng số dữ liệu được thu thập	~ 7.500 ảnh 150GB
GSD	2 đến 3 cm / px
Kết quả đầu ra	Mô hình 3D Orthomosaics

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu hướng đến các khu vực nghiên cứu bị ảnh hưởng. Với quy mô của New South Wales, việc đi lại giữa các vùng ngoại ô, ven biển, bán nông thôn và vùng sâu vùng xa khó khăn hơn so bình thường rất nhiều.

Tuinman-Neal nói: “Việc thu thập dữ liệu mất năm ngày trong hai nhiệm vụ riêng biệt. “Các hoạt động chữa cháy vẫn đang diễn ra và một số khu vực có địa lý khó khăn về khoảng cách và cần phải có một chiếc SUV 4WD mới có thể đến được. Một số địa điểm yêu cầu băng qua các con lạch – chủ yếu bằng xe SUV 4WD, mặc dù một địa điểm yêu cầu nhóm thực hiện tất cả các thiết bị RPAS đi bộ qua một con lạch để đến địa điểm phóng thích hợp gần đó. Tổng cộng, nhóm đã đi hơn 1.500 km để xem xét các hồ sơ mảnh vỡ cộng đồng và đáp ứng các yêu cầu thu thập dữ liệu. ”

Khi họ đến nơi, nhóm lập kế hoạch thực hiện các nhiệm vụ trong Pix4Dcapture. Tuinman-Neal nói: “Nhóm như Pix4Dcapture rất trực quan để sử dụng.

Sử dụng ứng dụng Pix4Dcapture để lập các nhiệm vụ trên thực địa

Trưởng Phi công Từ xa Anthony Wallgate và Phi công phụ trách và Giám đốc Bảo trì Onur Ayyildiz đã đào tạo một phi công RPAS mới cùng lúc khi thực hiện dự án này. Việc đào tạo thường bắt đầu trong môi trường lớp học, không phải trên thực địa, nhưng ứng dụng này rất trực quan nên không có vấn đề gì khi lên máy bay thành viên mới trong nhóm. “Họ đã được xem qua ứng dụng Pix4Dcapture và trong một thời gian ngắn đã có thể tự vận hành nó.” Tuy nhiên, nhóm FRNSW nhận thấy rằng các bản đồ cơ sở cần phải được tải trước trong Pix4Dcapture, vì các vùng sâu vùng xa có khả năng truy cập Internet hạn chế.

Phi đội máy bay không người lái của FRNSW Bushfire và Aviation Unit bao gồm một DJI M210 được trang bị cảm biến X5S độ phân giải cao. Máy bay không người lái này được sử dụng để lập bản đồ và DJI Mavic 2 thứ hai được sử dụng để định hướng trang web và chụp ảnh nadir cho các báo cáo. Một số địa điểm được trồng bằng cây kẹo cao su đặc biệt của Úc. Mặc dù cây cối đã bị đốt cháy và trụi hết lá, ở độ cao 40 mét, chúng vẫn đặt ra những thách thức từ góc độ an toàn và lập kế hoạch bay. Tuy nhiên, đội máy bay không người lái quay nhỏ đã đối phó tốt với việc né tránh cây cối và những cơn gió thổi vào mỗi buổi chiều.

Cây cao su đã chứng tỏ một thách thức đối với các nhân viên cứu hỏa lập bản đồ hậu quả của đám cháy

Tuinman-Neal cho biết: “Những thách thức khác là dự án yêu cầu sử dụng UAV trong khu vực lân cận hoạt động của máy bay. “Đây không phải là lần đầu tiên FRNSW làm điều này và nhận thấy rằng điều quan trọng đối với việc này là một kế hoạch liên lạc tốt giữa Trưởng phi công từ xa Anthony Wallgate, Phụ trách phi công và Giám đốc bảo trì Onur Ayyildiz và Giám đốc điều hành hàng không, với các thông số rõ ràng xung quanh khu vực bay , độ cao và thời gian của chuyến bay. Ngoài ra, việc giám sát liên tục băng tần và tần suất máy bay có người lái tại chỗ, hỗ trợ quan sát phi hành đoàn và liên lạc liên tục với phi công là những hoạt động bắt buộc phải thực hiện trong suốt khung thời gian của dự án. ”

Khoảng 2.300 hình ảnh đã được chụp ở cả khu vực nghỉ dưỡng ven biển và ngoại ô. Các vùng bán nông thôn và vùng sâu vùng xa yêu cầu gần 1.400 hình ảnh.

Sau khi trở lại mặt đất, nhóm đã tiến hành xử lý ban đầu tại chỗ. Ngoài việc kiểm tra chất lượng đầu ra, họ đã xem xét Báo cáo chất lượng của Pix4Dmapper để đảm bảo chụp đủ hình ảnh và xác định bất kỳ vấn đề nào .

Tuinman-Neal nói: “Chúng tôi chọn Pix4Dmapper thay vì Pix4Dreact vì chúng tôi cần 3D của Pix4Dmapper cho các phép tính thể tích. “Chúng tôi chắc chắn có thể thấy rất nhiều tiềm năng về Chữa cháy và Cứu hộ bằng Pix4Dreact và có một chương trình đào tạo đang được phát triển và một kế hoạch triển khai chương trình này cho 50 Phi công của chúng tôi – chương trình này hiện đang được thử nghiệm với các Sĩ quan Phòng cháy chữa cháy của chúng tôi.”

Trong nhiệm vụ kéo dài 5 ngày, nhóm phải đối mặt với thách thức cá nhân là nhìn thấy mức độ và tác động cá nhân của đám cháy, cả ở cấp địa phương và toàn tiểu bang. “Nhiều cư dân đã kể về những gì đã xảy ra khi họ ở lại để bảo vệ nhà cửa và nhiều người đang cố gắng xử lý và đương đầu với việc mất nhà. Điều này chỉ khiến Nhóm nghiên cứu quyết tâm hơn trong việc cung cấp dữ liệu tốt nhất có thể để giúp cộng đồng này phục hồi, ”Tuinman-Neal nói.

Kết quả nhất quán cho hành động phối hợp

Quá trình xử lý chi tiết tại văn phòng mất chín giờ và được hoàn thành trên “Máy trạm Dell cấu hình cao”.

Đơn vị Hàng không và Cháy rừng FRNSW đã sản xuất các mô hình và hình ảnh trực quan của tất cả các vị trí với GSD 2-3cm, nhưng nhận thấy rằng việc liên kết dữ liệu trên mặt đất và trên không là rất quan trọng để hiểu được những mảnh vỡ đang được xử lý. Để đạt được mục tiêu đó, nhóm đã tạo ra 200 báo cáo đánh giá từng mảnh vỡ bất động sản bao gồm ảnh 360 độ sau tác động, phân loại loại mảnh vỡ và so sánh trước và sau. Mỗi báo cáo đưa ra một chỉ dẫn về các loại chất thải được tìm thấy trong khu nhà.

Ví dụ báo cáo thiệt hại do hỏa hoạn

Một báo cáo tiêu chuẩn về dọn dẹp và ứng phó với đám cháy rừng | nhấp vào bất kỳ hình ảnh nào để phóng to

Các chú thích được thực hiện trên Pix4Dcloud liên kết các tòa nhà riêng lẻ với các báo cáo đã hoàn thành.

Định dạng nhất quán của các báo cáo đã làm cho chúng dễ sản xuất hơn và dễ dàng thông báo cho các Hội đồng địa phương và Cơ quan Bảo vệ Môi trường của New South Wales.

Khắc phục sự cố như thế nào.

“Nhóm nghiên cứu không có ý định dừng lại ở đó,” Tuinman-Neal nói. “Từ dữ liệu khối lượng và mảnh vỡ mà chúng tôi thu thập được về các cấu hình mảnh vỡ cộng đồng khác nhau, chúng tôi sẽ ngoại suy và tạo ra một mô hình mảnh vỡ đường cơ sở trên toàn tiểu bang. Hy vọng là trong tương lai, một mô hình tác động mảnh vỡ ban đầu có thể được sử dụng làm cơ sở cho các nỗ lực phục hồi. Chúng tôi thấy rằng tại thời điểm này, RPAS và dữ liệu thu được sẽ được sử dụng để xác thực và tinh chỉnh thêm mô hình. Điều này giúp cho nỗ lực phục hồi khẩn cấp được chuẩn bị tốt hơn và hiệu quả hơn. ”

Với các báo cáo được đối chiếu, chất thải có thể được dọn sạch khỏi địa điểm một cách an toàn và có thể bắt đầu xây dựng lại. Tuinman-Neal nói: “Trong trường hợp này, chúng tôi không thể hoàn tác sự tàn phá do cháy rừng, nhưng chúng tôi có thể cung cấp thông tin hỗ trợ cộng đồng thực hiện bước đầu tiên để trở lại một số điểm giống với bình thường.Pix4Dmapper vì sự an toàn công cộng Hỗ trợ cộng đồng với phản ứng nhanh hơn

Sử dụng hình ảnh UAV và Pix4Dmapper, công ty Quản lý Rủi ro Chất nổ đã hỗ trợ quản lý các mỏ đá ở Virginia và Ohio

Đo khối lượng kho dự trữ và vật liệu đào, xác định vị trí lỗ khoan và giám sát các vị trí nổ, tất cả với chi phí thấp, độ chính xác cao và trong điều kiện hoàn toàn an toàn cho người lao động.

Hỗ trợ nổ mìn mà không gây nguy hiểm cho con người

Cục Hàng không Liên bang (FAA) đã thực hiện quy trình và quy định miễn trừ cho các nhà khai thác thương mại vào cuối năm 2014, mở ra bầu trời cho nhiều ứng dụng UAV.

Mục đích của các dự án này, các cuộc khảo sát về một xưởng dự trữ và hoạt động nổ mìn ở các bang Virginia và Ohio của Công ty Quản lý Rủi ro Chất nổ (ERM), là để hỗ trợ việc nổ mìn mà không gây nguy hiểm cho mọi người.

UAV bay ở độ cao thấp có thể chụp ảnh hoặc quay video với độ phân giải cực cao và ở mọi góc độ. Các UAV có thể được áp dụng để hỗ trợ người phụ trách vụ nổ với các cuộc kiểm tra sau vụ nổ. Trong chu kỳ vụ nổ, việc sử dụng UAV giảm thiểu rủi ro về nhân sự và đảm bảo khu vực vụ nổ được an toàn.

Sáu điểm kiểm soát mặt đất đã được sử dụng để đảm bảo độ chính xác toàn cầu của cuộc khảo sát và do đó đo chính xác khối lượng.

Các khối lượng dự trữ được đo một cách chính xác với một đám mây điểm trăm triệu điểm tạo ra. Có thể so sánh mô hình khối lượng trước và sau khi cắt để xác định khối lượng đã đào. Khối lượng lấp đầy cũng được giám sát và theo dõi để sử dụng thiết bị hiệu quả hơn và hạn chế việc xử lý quá mức vật liệu đào.

Mô hình 3D của ghế nổ có thể được kết hợp với dữ liệu từ hệ thống theo dõi lỗ khoan để xác định các khu vực yếu và quá hạn chế. Kết quả và thông tin không gian của hiện trường được lưu giữ để phân tích sau này, ứng dụng kỹ thuật so sánh sau tai nạn và ghi chép lịch sử.

Bản đồ địa hình và mô hình bề mặt kỹ thuật số (DSM) được sử dụng để đưa ra các quyết định kỹ thuật về thiết kế và kiểm soát chất lượng của toàn bộ dự án, và phương pháp chỉnh hình được sử dụng để xác định độ chính xác của các vị trí cổ lỗ khoan và đo các gánh nặng và khoảng cách thực tế cho các ứng dụng khoan.

Nó cũng được nhập vào WipFrag (phần mềm phân tích phân mảnh) để xác định phân bố kích thước bề mặt cọc.

“Dữ liệu khảo sát chính xác hơn với chi phí thấp hơn”

UAV và Pix4Dmapper có thể cung cấp dữ liệu khảo sát chính xác hơn với chi phí thấp hơn. Việc xử lý tất cả các hình ảnh thu được chỉ mất vài giờ, tạo ra một đám mây điểm, mô hình 3D và hình ảnh trực quan của toàn bộ khu vực. Mô hình 3D có độ phân giải cao được thực hiện trước khi nổ cung cấp dữ liệu có giá trị, hình ảnh và video được ghi lại vào ngày nổ giúp giải phóng khu vực nổ và sau khi loại bỏ muck, chu trình đầy đủ được hoàn thành bằng cách tạo một mô hình 3D sau vụ nổ khác . Các quy trình này tốn ít thời gian và tiền bạc hơn nhiều so với phép đo quang trên không truyền thống, nhưng cung cấp thông tin không gian chi tiết hơn nhiều và chúng cũng ít bị ảnh hưởng bởi hầu hết các điều kiện thời tiết. Tóm lại, công nghệ xử lý hình ảnh UAV mới có thể thực hiện toàn bộ nhiệm vụ một cách hiệu quả và trong điều kiện hoàn toàn an toàn cho con người.