南方澳大橋坍塌實景建模紀錄現場 淺談無人機與災害管理

更新日期:6月 23

宜蘭南方澳跨海大橋發生坍塌事件,翔隆航太於第一時間趕往現場,立即以無人機協助政府單位進行災害現場高精度實景模型建立。圖片來源:翔隆航太(未經允許請勿轉載)

2019年10月01日早晨,宜蘭蘇澳的南方澳跨海大橋發生坍塌事件,翔隆航太於第一時間趕往現場,立即以無人機協助政府單位進行災害現場高精度實景模型建立(下稱:高精度建模)。然而在普羅大眾眼中,無人機向來僅有單純平面影音的紀錄功能,事實上無人機能做的,早已超越你我想像。

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南方澳跨海大橋坍塌第一現場。圖片來源:翔隆航太(未經允許請勿轉載)

翔隆航太一直是個特別的角色,我們未能有充足的時間與機會向一般人介紹我們的工作,在今天透過南方澳跨海大橋坍塌事件的工作紀錄,與各位淺談一些我們與政府單位正在長期共同努力,但你可能不知道的事。

翔隆航太出動兩台無人機進行第一現場紀錄,提升實景模型的完整與準確度。圖片來源:翔隆航太(未經允許請勿轉載)

在許多大型災害現場,比如南方澳跨海大橋坍塌、颱風土石流、地震大樓倒榻...等,翔隆航太一直是與緊急救護人員第一線抵達現場,為每一場災害進行即時的高精度建模的前置作業:「拍攝」。


這樣的拍攝並非僅為一般側拍,所有的照片除了需先透過航線規劃進行完整的紀錄,更重要的是透過飛行與建模經驗豐富的飛手,來依照現場環境判斷各種角度的補拍,例如光線、遮蔽物...等等,以達成後製出的實景模型(Reality Model)能夠有更精準的數據與高完整度。

為什麼說是「高精度」?我們又可稱之為「高解析度」,除了完整重現現場之外,產出來的模型具有精準的定位資訊,可以協助相關單位進行災害歸因研究、結構判定等等的重要參考依據,亦是你我每日穿梭往來的建築中,所有建築法規優化的重要環節之一。

災害現場轉換為高精度實景模型(Reality Model),提供災害歸因研究,輔助未來建築法規優化,是相當重要的災害管理環節。圖片來源:翔隆航太(未經允許請勿轉載)

然而在災害現場時,因為無人機應用不夠普遍的環境下,我們容易被誤認為是娛樂性質的攝影,經常在作業期間受民眾的好奇提問,導致作業中斷,災害的現場是隨時都有可能變動的,如果沒辦法紀錄到第一時間的現狀,就會影響後續的判定。


我們在飛行期間需要高度的專注力,紀錄每一個拍攝的角度之餘,還需在不夠孰悉的環境中,注意風向、遮蔽物、障礙物、飛行動物、或是隨時可能又發生餘震還是崩塌,有時也面臨趕快逃難的狀態。倒榻現場也為了避免造成二次傷害(例如餘震導致半倒建築物再次倒榻),也會盡速將未完全倒榻的建築物拆除,所以工作有一定的黃金時間啊!


我們與救難團隊其實同樣重要,大家不會過去問醫護人員說:「你這個機器是要救人嗎?」,但常常會過來問我們說:「你們這是在拍什麼」,未來如果有機會看到我們飛手穿著工程背心執行任務中的話,請大家先讓我們專心工作,收工後如有充裕時間,我們很樂意簡單說明的唷。

飛手執行任務期間須高度集中,但因無人機應用不夠普遍,經常被中斷工作。圖片來源:翔隆航太(未經允許請勿轉載)

除了上次的聖母院大火案例中(推薦閱讀: 巴黎聖母院燒毀如何修復?古蹟保存台灣無人機技術辦得到 ),無人機搭載熱像儀在現場進行火勢判定,輔助救援與注水點的決策判斷;而高精度實景模型(Reality Model)則可以作為古蹟數位保存,提供未來修復重建參考之外,我們還能透過無人機與實景模型做什麼呢?

2015年蘇迪勒颱風重創烏來 你不知道的重建之路
2015年蘇迪勒颱風重創烏來導致土石流,而後續的重建之路鮮少被關注。圖片來源:NCDR國家災害防救科技中心

在媒體報導下,對於災害發生的消息,到損傷程度就截止了,那有關後續的重建之路呢?我們以2015年蘇迪勒颱風重創烏來的土石流事件與各位作介紹,我們分別建立了2015年、2018年、以及2019年,這三個階段的高精度實景模型,可直接於電腦上準確測量坍方範圍,傳統測量則是完全採用人工作業,除了不夠精準之外,測量過程需在持續在坍方地來回走動,危險性極高亦須多日的作業時間;使用無人機大約一至二個小時的戶外作業拍攝,接下來回到室內進行後製,約一個工作天內即可完工。透過不同階段的紀錄,我們後製出的實景模型(Reality Model)運用在這個事件上,還可以做到哪些事?

  1. 坍方面積與歸因研究(例如搭配多光譜相機進行地質勘查)

  2. 坍塌地重建規劃

  3. 工程進度紀錄

  4. 即時的地形監測(因為可能會再發生暴雨或地震等其他因素導致地形變化)

  5. 恢復狀況研究(例如搭配多光譜相機看葉綠素含量,紀錄植披生長狀況)

像是這樣以無人機協助大面積災損的應用不勝枚舉,從災前到災後的輔助,我們可以其稱之為「災害管理(Disaster Management)」。在這邊提供烏來坍塌地2015年災後重建三個階段的高精度實景模型(Reality Model)讓大家體驗把玩~


《模型體驗操作教學》(請以電腦搭配滑鼠操作)

  • 平移:點壓滾輪不放並移動滑鼠

  • 旋轉&傾斜:左鍵

  • 放大縮小:滾輪或右鍵

(版權所屬翔隆航太,未經許可不得以任何形式轉載使用)


2015年08月26日-烏來崩塌地(風災當年)<點此另開新視窗操作>


2018年12月22日-烏來崩塌地(風災三年後)<點此另開新視窗操作>

受到風災毀損的橋墩、路面,都已經獲得完善的修復。


2019年09月02日-烏來崩塌地(風災四年後)<點此另開新視窗操作>

可以看到崩塌地上都已漸漸長出漂亮的植披~河面也相較清澈


當然這樣的模型上可獲取的資訊,除了一般人的直觀之外,上面提供的地理圖資、數據變動等,都是對於再更高階的專業單位有莫大的幫助!我們下次再見囉!



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