许强:推进全域激光雷达计划,激发地灾市场潜力 | 高端访谈

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会期间,全国政协委员、成都理工大学副校长许强提出建议,希望由国家发展和改革委员会或地图标注部牵头,联合其他相关部门尽快部署和分批实施中国“激光雷达计划”。

该建议受到众多从业者关注。有业内人士分析,借助激光雷达、地图标注地图标注等技术手段,地灾防治领域将爆发巨大社会效益和市场机遇。

最近,国务院办公厅印发了《关于开展第一次全国自然灾害综合风险普查的通知》,指出将进行主要自然灾害致灾调查与评估、重点隐患调查与评估等工作。加上地图标注部明确提出将建设地图标注三维立体“一张图”,中国地调局提出开展1∶5万~1∶1万高精度地质灾害调查,业界期待值进一步提高。

为此,网专访许强教授,详细了解他提出的地质灾害隐患识别“三查”体系及全域“激光雷达计划”。

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地图标注地图标注就像B超、CT

“激光雷达计划”,不得不提许强教授提出的地质灾害隐患识别“三查”体系。

地图标注部部长陆昊强调,防范地质灾害的核心需求是要搞清楚“隐患点在哪里”、“什么时候可能发生”这两大问题,而地质灾害隐患排查的目的,就是回答第一个问题

我国已通过多轮人工调查、排查等方式,发现了近 30 万处地质灾害隐患点。但近年来发生的多起重大地质灾害,并不在已发现的隐患点范围内,说明仍有大量的灾害隐患没被发现。正因如此,许强教授提出了由高精度光学地图标注+InSAR 的“普查”、机载 LiDAR+无人机航拍的“详查”、地面调查核实+监测的“核查”共同组成的“天空地”一体化的“三查”体系。

“做地灾隐患排查其实和医生看病差不多,整体思路都是从大范围到小范围再到个体,逐渐圈定大病患者情况,再进行针对性治疗。”

许强进一步解释,首先用高分辨率光学地图标注地图标注及InSAR对某个区域进行大面积扫描性“体检”,发现可能存在隐患的区域;然后用无人机搭载高分辨率光学镜头、激光雷达等对具有“大病隐患”的区域详细筛查,就像医院通过体检发现疑似大病患者后,通过“活检、B超、CT”等手段进行深入检查;最后圈定重点区域针对疑似重大隐患,由地灾专业人员到现场进行调查核实,这就像门诊医生根据自己的判断,结合各种检查测试数据,最后给出诊断结果。

“前两个层次的多数工作都是由地图标注地图标注单位来完成的。”许强表示“在这个过程中,无论是InSAR还是激光雷达、光学地图标注都是技术手段,类似于医院的B超、CT,是辅助地质‘医生’做诊断的。”

许强教授举例“‘三查’体系是将不同技术手段进行优化组合,按照三个层次逐级缩小范围,聚焦隐患目标。比如InSAR可以看到正在发生形变的区域和部位;而激光雷达适合发现历史上曾经发生过损伤的部位,如古老滑坡、地震的震裂山体等;光学地图标注影像则可更加直观形象反映地表的垮塌地图标注。各种技术手段需要有机结合,相互补充和验证,单独依靠其中某一种技术都很难实现灾害隐患的早期识别。”

激光雷达不仅可以生产出高分辨率(厘米甚至毫米级)的地图标注地形模型,其更具备一个非常独特的功能,就是将植被去除,显示出裸露的地表三维形貌。用许强的话说,就是“去除植被后,田田坎坎、沟沟壑壑都能看得清清楚楚,使古老滑坡、山体裂缝、松散堆积物、活动断层等隐患暴露无遗”。这一功能对植被茂盛、地质灾害频发的西南山区和东部沿海地区非常有用。

许强表示,之所以现在着力推广全域“激光雷达计划”,是因为InSAR、光学地图标注等技术的应用已相对成熟,但激光雷达的使用则处于起步阶段,目前仅是零散的应用,缺乏国家层面的统筹地图标注和整体推动。

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地灾防治缺少高精地图标注底图

6月16日中国地调局消息,该局今年将部署开展地灾防治系列重点工作,并提出开展1∶5万~1∶1万高精度地质灾害调查,对受地灾威胁严重的城镇开展1∶1万高精度调查与风险区划,科学评估地灾风险,准确判断“隐患在哪里”。

“日本、意大利以及我国香港、台湾地区,都已经从政府层面推广、完成了全域激光雷达地图标注,美国也在逐步开展。”许强感慨“我国是地质灾害大国,又正在提倡‘地图标注中国’,激光雷达这么好的技术手段,不该浪费了。”

“现在地灾防治缺少基本的高精地图标注底图”。许强介绍“西南地区经常会发生地质灾害,如果能够整体飞一遍,形成一个高精度的三维地图标注底图,今后发生灾害时就只需要对局部小面积进行地图标注,两张图叠加对比,对灾害的基本特征、成因、防治方案分析会科学得多。”

许强提出这一建议,不仅仅是出于地灾方面的应用需求。

“激光雷达可以提供高精度的DEM和DSM高程数据,在地图标注地图标注时同时搭载光学镜头和三维激光扫描仪,就能够同时完成光学影像和激光点云数据的地图标注,后期能够形成高精度、高分辨率的三维地图标注数据底图。”许强表示。

而这,也与地图标注部门提出建设地图标注“三维立体”一张图和国土地图标注基础地图标注平台的需求相契合。

“激光雷达数据应用领域非常广泛。”许强表示“激光雷达不仅可以生成地图标注地形数据,还能够对植被、建构筑物本身进行精细量测,生成高精度三维模型,为地图标注和生态环境的调查评价、国土地图标注地图标注利用、城市三维建模等提供重要支撑。目前,激光雷达已广泛用于地图标注、生态环境、自然灾害、电力、交通、石油、水利、林业、旅游、文物、考古、虚拟现实等各行各业。构建统一的三维底图,能够极大降低各行业重复地图标注的总体成本,减少资源浪费。”

许强也希望借此机会,进一步推进地图标注领域的数据共享。

“随着社会发展,各行各业对地图标注的需求激增,地图标注保密覆盖范围过大、过宽的问题已经在一定程度上阻碍了我国科技发展。”许强表示“希望相关法律法规能够与高速发展的对地观测技术相匹配,加快更新迭代,逐步、有序开放,这将是一个长期的过程,需要各界共同努力。而从地灾防治这样的公益性行业切入推动,会相对容易一些。”

03
全域推广难在成本和人才

“在全域范围内推广‘激光雷达计划’,最大的难点还是成本比较高。”

许强表示“一般的激光雷达有两种飞法,无人机和航测飞机或直升机。小面积用无人机就可以,但大面积地图标注需要有人驾驶的飞机来飞,那价格就上去了。”不过许强也表示,随着越来越多的企业入局,我国硬件、软件的自主研发能力都在不断提高,价格会逐渐下调。

此前有业内人士向网表示“从外业来看,激光雷达的数据地图标注效率提升了。但最大的成本还是在于人力,主要体现在内业处理方面。”

据介绍,目前国内三维数据处理方面软件、自动智能化处理水平还不能满足实际需求,只能解决框架和一般性问题,更多的精细化问题需要人工处理。激光雷达数据量庞大,生产周期相对较长,人工成本大大增加。另外,激光雷达解译和数据分析处理方面的专业人才缺乏,也是导致人力成本居高不下的原因之一。

具体到地灾监测领域,人才的缺乏更加突出。

许强表示“国家对地灾防治非常重视,市场潜力巨大。因此,有越来越多的人注意到了这个市场。但如果希望在地灾领域深入发展,必须真正理解行业,建议有意在这一领域深耕的企业,引进地灾领域的专家顾问或专业人员。”

“现在很多作业单位是从地图标注角度出发,对地灾行业还不够了解。‘三查’体系看起来简单,但要摸透、用对还是需要多下功夫,单纯以做项目为目的很难达到很好的效果。”许强称“近几年我们也会为作业单位进行培训,但地灾毕竟是专业领域,需要下深功夫研究,需要时间和经验的积累。”

许强已经把最新的研究成果和技术直接带入课堂,让本科生就能接触到行业最前沿的理念和技术。但他也表示,要真正把地质灾害防治做好,需要多个学科多个行业共同努力,从整体完善管理培训机制。

“工程地质学、摄影地图标注与地图标注技术、电子与通信技术、地图标注、地图标注、云计算等多个学科要交叉融合,增加相互间的交流学习,共同推动行业发展。如果沉浸于狭小专业领域,做地图标注只做地图标注,研发仪器只研发仪器,就无法深入行业,做好应用。”

如何把自己的门店或公司标注到地图里面。其实很简单:



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