5G、無人機、AI齊力助攻,科技救災「視野」大不同!

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圖片來源:Kushagra Kevat on Unsplash

5G來了,帶來超大頻寬、超低時延、超多連結的優勢,也為科技救災開啟全新視野。透過5G即時影像傳輸、3D建模、AI災情預測等方式,包括災前預防管理、災中救援、災後分析評估,都可以更快速且精準的掌握相關情報。

台灣地理環境特殊,不僅高山與水域多、也常受到颱風及地震侵襲,在2005年就被世界銀行「世界自然災害熱點及風險分析(Natural Disaster Hotspots: A Global Risk Analysis)」報告列為最容易面臨災害威脅的國家。因此,政府部門及業界一直投入科技防災救災的部署,善用無人機、物聯網、AI影像辨識、大數據分析等科技工具,協助蒐集各種災害狀況資料數據,用以分析災害程度與環境變化,並作為未來災害防範與監控的重要依據。

實務上,建築物的救災現場若多了空拍機,更有利於評估搜救策略。
圖片來源:沈勤譽

事實上,不管是坡地防災、河道沖刷評估、地震與地質監控、水土保持等,都可透過科技工具做好防災監控。以坡地防災及河道監控為例,透過無人機空拍影像及航空攝影測量技術,可繪製出數值地表模型,用來調查、監測河道與坡地的變遷行為,例如評估攔河堰、固床工等跨河構造物上下游於颱洪事件後的河道淤積、沖刷量、下切速率,又如暴雨、地震後可利用正射影像估算崩塌面積與體積,提供管理單位辦理緊急調查、減災工程之依據。

再以地震及地質災害研究為例,有些看不到的斷層活動,會因為地表破裂,帶來堰塞湖、土石流等重大災害。為了掌握地震帶來的災害全貌,採取現地調查與無人機調查雙線並進的方式,現地調查以步行與手持式GPS獲得地理座標,量測肉眼可見的地表型態,另一方面透過無人機,突破建物遮蔽與道路通行的限制,將調查範圍擴大至數十公里,產製帶有座標資訊的正射影像與三維模型,並直接使用電腦量測取得地層位移量與保存災害資訊,提供災損範圍與未來潛在災害地區的預測。

以台灣最大的泥火山──萬丹泥火山為例,透過上述的監測方式與模型建立,可以估算出泥漿面積、火山噴發體機、道路受阻等狀況,對防災與救災都有很大幫助。

無人機火線任務,兩小時完成空間資料採集

發揮觀測地形的功能,無人空拍機成為一種救災利器。
圖片來源:沈勤譽

除了防災管理以外,無人機在災害發生後的救災也可扮演關鍵角色。翔隆航太執行長李奕儒分析,傳統數據採集耗費大量人力、時間及器材部署費用,且科研人員通常無法接近第一線現場,至少要兩人一組作業,但僅能展現局部的2D圖面資訊;運用無人機則可一人一組作業,以低廉的設備與成本執行,在不干擾現場搜救進度的前提下,快速展開大面積、全方位的數據採集,最重要的是能夠跨越搜救線,近距離觀察並採集災害現場,並可展現全面性的3D資訊。

科技部國家實驗研究院近幾年就引進民間能量,在2018花蓮大地震、普悠瑪事故、2019南方澳大橋斷裂等重大災害時,第一時間找上翔隆航太的無人機團隊前往現場,協助進行災難現場航空測量勘災及三維建模保存,善用其高度機動性、不受時間與地形限制、即時影像回傳等優勢,在短短2~3個小時就能完成資料收集與分析,加速救援體系的任務安排,有效提高受災與救災人員的生命安全保障。

無人機除了可以空拍進行空間資料的採集外,還可以根據不同環境與需求搭配各種酬載,協助進行各種救援任務。新北市急難救援協會大隊長楊敏政表示,無人機的酬載設備包括有紅外線熱影像、緊急照明、語音擴音、救生吊掛、繩索牽引等,可應用於不同的場景;例如熱影像可以用來辨識水域中的人、緊急照明在夜間可派上用場,如果在救援時需要引導疏散,就能透過語音擴音來進行淨空廣播、也可用繩索吊掛無線電來進行通話,如果人力無法即時救援,則可緊急運送醫療用品或救生圈等物件。

放眼未來,救災防災用途的無人機還有不少精進空間。李奕儒認為,無人機必須朝向更高精度發展,能夠對抗環境干擾,並且打破時間限制,夜間也能出任務,另外可以面對不同型態的任務,並蒐集更多元的數據型態,包括照片、影像串流及點雲,提升模型細節與作業效率。

救災防災e起來,手機App就能查報彙整資訊  

在5G建構的防災救災系統中,如何整合政府與民間的力量,絕對是攸關救災防災效能的一大關鍵。究心公益科技打造的究平安(geoBingAn)平台,就是一套讓政府機構、民間單位、企業、非營利組織、社群、前線志工都能簡單使用的軟體服務(SaaS),提供了災前調查、災中反映、災後檢視的整合功能,快速蒐集處理並呈現災害狀況與問題,希望讓全球防災救災能更精準掌握資訊、有效分配資源與人力,降低災害所帶來的損失。

究平安讓收集與調查救災資訊就像在手機上操作Google表單一樣簡單,獲得國內外許多政府單位與機構青睞。
圖片來源:究平安

究平安平台整合地理資訊系統、政府開放資料與行動技術,開發出一套災情查報及資通訊彙整分析系統,讓救災資訊的收集與調查就像在手機上操作Google表單一樣簡單,其採用國際開放規格整合群眾智慧資訊 (Crowdsourcing)與低功率廣域網路(LPWAN)所連接的物聯網感測器(IoT Sensor)即時資料,結合開放街圖(OpenStreetMap)的地理資訊圖資,包括調查結果及統計資料均可清楚呈現在3D圖資介面上,同時支援各種即時通訊的聊天機器人。

這套系統已獲得國內外許多政府單位與機構青睞,包括新竹縣政府、亞洲開發銀行(ADB)、奧地利國家研究推廣處(FFG)的群眾衛星(QuinJunSAT)計畫支持,在不同國家實際佈建使用災害與演習狀況問題反應平台。究心公益科技執行長莊國煜表示,究平安服務對於開發中國家、高風險地區特別適合,只要有網頁瀏覽器及手機,就能啟動緊急戰情中心,包括政府單位與民間救災單位都能清楚看到相關資訊。

舉例來說,民眾只要拍照記錄災情跟回傳地理座標,救災組織或政府即可在平台上清楚知道災害發生地點與情況,甚至掌握災民需要的物資與其他協助,如此一來可以在平台上進行資訊統整與任務分配,優化救災流程與提高栽防能量,實現科技人道救援的目標。