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DigitalGlobe助力深圳城市公共安全技术研究院 探索城市安全新路径

发表时间:2019-03-06 10:06

  近年来,随着中国城市化进程的不断加快,城市公共安全事件逐渐进入多发高发期,社会安全、事故灾难、自然灾害、公共卫生四大领域的公共安全问题突出,城市公共安全越来越成为社会关注的热点问题。如何不断提升城市公共安全,为市民提供强有力的公共安全保障,成为摆在各级政府面前的一个重要课题。

  对于深圳这样一个快速发展、快速成长的超大规模新兴城市,城市中的公共安全问题就更加引人关注。如火如荼的城市建设工程,是否会对现有居民和商业建筑的安危造成影响?潜移默化的地质变化,是否会对城市的安全构成威胁?为此,深圳市的城市公共安全综合研究机构——城市公共安全技术研究院先后开展了一系列重点项目,其中就包括应用了高分辨率光学影像技术和InSAR技术的城市公共安全风险评估以及物联网智能感知技术建筑工程智能监管平台建设项目。

  深圳市城市公共安全技术研究院地质与建筑安全部负责人张勇谈到:“研究院致力于城市公共安全前瞻性、基础性、综合性研究,提供风险评估、事故勘察、应急救援、政策研究以及宣传教育的服务和技术保障,并承担政府公共服务等内容,为城市的安全保驾护航。在对城市公共安全的监测过程中,我们创新地采用了美国DigitalGlobe公司和其合作伙伴北京东方至远科技股份有限公司提供的DigitalGlobe的高分辨率光学影像技术以及InSAR技术,有力地解决了传统技术手段无法解决的及时、大区域覆盖、预警预判等方面的问题。”

  据张勇介绍,在城市公共安全管理领域,高分辨率的光学卫星影像作为基础图提供了信息底图和标地物定位, InSAR监测通过对影像的分析叠加到标地物进而进行数据处理。两者进行结合后就能达到对某一地标物的或沉降监测或变形监测,并能够对标地物的监测数据进行计算处理,可谓是相辅相成。

  谈到这里,他还举了一个光学影像技术与InSAR技术结合在实际应用中的典型案例。在深圳地铁施工过程中,一个居民小区的地面沉降非常明显,地面开裂严重,小区居民很快将这一情况反映到了有关部门。为了准确辨识导致这一隐患的主要原因,研究院采用InSAR和光学影像技术对小区三年来的沉降情况做了分析。

  分析结果显示,地面沉降的真正原因是小区周围曾经存在深基坑施工的情况,而一度被猜测是“罪魁祸首”的地铁施工仅仅造成了小范围沉降,并没有超出安全规范化要求的允许范围。可见,通过这一技术的成功应用,不仅弄清了该地点历史的沉降分析以及地铁施工对沉降影响所占比例大小,明确了事件的原因和责任划分,也为今后的维护和预防奠定了良好的基础。

  既然这样的技术应用如此重要,那么对于所依仗的技术手段又有怎样的高要求呢?张勇谈到,在城市安全应用领域,对光学影像的要求首先是画面清晰,分辨率至少要达到0.5米,除了分辨率,定位精度要求也非常高;其次是,影像的云量大小要满足项目需求;第三是影像的更新周期尽可能要缩短。而对于如何选择相应的技术供应商,张勇也谈到:“在选择供应商和合作单位时,首先要选择拥有正版卫星数据的单位;其次,卫星数据的专业能力,采集能力,售后服务以及服务的响应速度都是非常重要的;第三是交付速度和时间,以及价格是否合理等。而在这些因素中,技术能力又是重中之重。”

  研究院选择与DigitalGlobe合作,除了分辨率因素,正是看中了其过硬的专业技术能力和卓越的技术成果质量。例如,在最重要的定位精度上,DigitalGlobe提供的WorldView系列光学影像分辨率最高可达0.3米,定位精度也是目前卫星影像中最高的,对标地物的位置信息反应非常精准,这在数据应用方面发挥了非常大的作用。这是因为,通过InSAR数据处理出来的点非常密集的,这就要求这些点都要投射到标地物上非常准确的对应位置上。可以说,高精准度的高分辨率的卫星影像正是InSAR数据分析能够实现精准效果的基本条件。

  目前,深圳市城市公共安全技术研究院利用InSAR技术和DigitalGlobe高分辨率光学影像技术做了危房监测、桥梁、道路、边坡等一系列监测,已经能够很好地实现预警监测的应用目的。而随着雷达卫星技术的发展,目前,在数据处理、影像分析等各个方面,还将扩大到更多的应用领域。例如当城市面临大量降雨,局部地区发生内涝或者边坡坍塌,城市的交通组织出现拥堵等突发状况下,同样可以基于光学影像的高清晰底图指导和开展应急工作,并取得快捷精准的效果。

  与此同时,为了满足更多样化的需求,DigitalGlobe也在不断结合大数据、人工智能等新的技术趋势,在原有的光学影像基础上开发新的技术产品和服务。例如,目前DigitalGlobe可以基于其高清晰度的卫星影像和先进的机器学习等算法,自动识别出建筑物的矢量轮廓、城市的3D建模等,这样的服务无疑可以为城市安全工作提供更加丰富、更具操作性和可用性的数据,大大扩展其应用模式。

  张勇也指出,未来随着城市卫星影像技术的不断提升,精度的不断提高,它的应用场景将会越来越多,应用范围也会更加广阔。例如,如果今后卫星影像技术的精度能够达到更高的要求,那么很多依靠传统监测和统计方式的场景,也都可以通过卫星影像来实现。比如同样是安全院正在从事的针对工地现场的安全行为识别,现在是用高清摄像头进行影像捕捉,判断工人是否佩戴安全帽。未来或许可以通过卫星影像从空中实现同样准确的监测和判断效果,在相同时间内监测更大范围区域内的情况。

  张勇谈到:“今后,深圳市城市公共安全技术研究院将结合高分辨率高精度光学卫星影像、InSAR等技术的创新和发展,不断探索新的应用场景。我们会继续和DigitalGlobe这样的技术合作伙伴紧密配合,用最新的技术为城市的安全保驾护航。”


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