Землетруси, виверження вулканів, тайфуни й цунамі — часті японські явища через клімат і топографію країни. Хоча немає технології, яка б могла запобігти цим подіям, далекоглядне використання дронів для підготовки до стихійних лих може допомогти країні зменшити негативний вплив на громади.

Це розуміє й Міністр цифрових технологій Японії Коно Таро. Під його керівництвом експерти аналізують і переглядають понад 9 000 пунктів у нормативних актах країни, згідно з якими вимагається присутність людей на певних об'єктах. Одна з реформ, яку розглядає уряд — замінити спостереження людьми на безпілотники під час інспекцій критично важливих об'єктів інфраструктури, як-от дамби та мости, а також використовувати штучний інтелект. Інша ідея — у використанні штучного інтелекту для оцінки масштабів збитків, завданих стихійним лихом. 

Така цілеспрямована увага до діджиталізації є новою для Японії — країни, яка відстала від глобальної хвилі цифрової трансформації, незважаючи на те, що зробила кілька кроків уперед у передових інженерних розробках. Але це саме те, що може стати переломним моментом для країни, яка часто залишається наодинці зі стихійними силами природи.

Коптери для підготовки до стихійних лих

Кілька перших прихильників технології безпілотників вже почали докладати зусиль, необхідних для того, щоб революціонізувати розбудову стійкості до стихійних лих та реагування на надзвичайні ситуації. Ці три організації є першопрохідцями у використанні дронів для підвищення готовності Японії до стихійних лих:

Sky Joint

Такума Ходоучі заснував Sky Joint того ж року, коли DJI випустила Phantom 4 — дрон, який назавжди змінив світ геодезії та картографії. Звільнившись із японських ВПС, Ходоучі не цурався технологій та діджиталізації. У 2016 році він заснував компанію Sky Joint як універсальний центр для фотограмметрії, лазерної зйомки, інфрачервоної зйомки, картографування, 3D-моделювання та об'ємних розрахунків. Коптери дали змогу Ходоучі зменшити витрати та підвищити ефективність його проєктів, але лише у 2018 році він усвідомив справжню трансформаційну силу датчиків на  коптерах у реагуванні на стихійні лиха.

У липні 2018 року на заході Японії пройшли дуже сильні дощі. Повені та зсуви забрали життя понад 200 людей. Пошкодження інфраструктури були настільки значними, що наземні транспортні засоби не могли дістатися до більшості найсильніше постраждалих районів. Тому Ходоучі озброївся коптером Matrice 210, майже десятком акумуляторів для дронів, мобільною станцією D-RTK 2 GNSS і обстежив 2400 га постраждалих від стихії територій в префектурах Хіросіма, Окаяма і Ехіме. Аерофотозйомка й 3D-картографування регіонів виявилися настільки корисними для планування доступу до ізольованих районів і надання допомоги, що висновки після збору даних безпілотників були включені в брифінги для прем'єр-міністра.

Ходоучі каже, що дрони виявилися особливо корисними під час картографування гірських районів, які становлять близько трьох чвертей Японії. Якщо порівняти з наземною зйомкою, коптерне картографування займає на 80% менше часу. Наприклад, зйомка 120 га горбистої місцевості традиційними методами зазвичай займає близько 8 місяців, а постобробка даних може зайняти ще 6 місяців. З іншого боку, потужний картографічний дрон, як-от Matrice 300 RTK, може виконати ту саму роботу всього за три польоти, а інструмент обробки фотограмметрії може створити детальну карту на основі даних приблизно за два тижні.

Коли високоточні 3D-карти й моделі створюються за невелику частину вартості, то зйомки місцевості можна проводити частіше. Фахівці з управління надзвичайними ситуаціями можуть порівнювати ці карти з історичними записами й точніше виявляти ризики, як-от потенційні зсуви.

Red Goblins

Це команда реагування на надзвичайні ситуації за допомогою дронів, із японського міста Тойохасі. Оскільки місто оточене як горами, так і океаном, Тойохасі стикається з подвійною загрозою — зсувами та цунамі на додаток до міських катастроф. Тому основним завданням «Червоних Гоблінів» є надання першим особам, які реагують на непередбачувані події, інформації в режимі реального часу. Це як документування та картографування пошкоджень, так і допомога аварійно-рятувальним бригадам у пошуково-рятувальних роботах.

Ініціатива виникла під час тайфуну Нору, потужного тропічного циклону 2017 року, який тривав майже три тижні й спричинив дві смерті та щонайменше 100 мільйонів доларів збитків у Японії. Реагування на надзвичайну ситуацію в Тойохасі на той час було повільним, оскільки міська влада не мала чіткої оцінки Нору. Але тепер у місті є загін «Червоні гобліни» з дронами DJI, щоб збирати необхідну інформацію в будь-який момент.

За нещодавньої катастрофи, спричиненої зсувом ґрунту, Red Goblins використовували Mavic 3 Enterprise для створення 3D-ортографічної карти. Команда оцінила пошкодження за допомогою ширококутної камери дрона з роздільною здатністю 20 Мп, 56-кратного гібридного зуму та механічного затвору, який запобігає розмиттю зображення та підтримує швидку зйомку з інтервалом 0,7 секунди. Потім вона використала картографічне програмне забезпечення DJI Terra для обробки зображень і створила дані з місця події в спільному доступі менш ніж за 10 хвилин — і все без зупинки місії.

Нещодавно команда Red Goblins також провела спільні навчання з пожежною службою, вивчаючи, як коптер із тепловізором можна викоритати для порятунку життів під час пожежі. За кілька хвилин Red Goblins успішно створили ортофотознімки та 3D-дані в радіусі 100 м за допомогою дрона Mavic 3 Thermal та програмного забезпечення DJI Terra. Команда не тільки отримала огляд місця пожежі з висоти пташиного польоту, але й змогла здобути іншу корисну інформацію, наприклад, розмір та висота будівлі, важливу для розробки стратегії пожежно-рятувальних робіт. Крім того, тепловізійна камера на Mavic 3T змогла виявити джерело тепла й визначити місцезнаходження людей, які опинилися в пастці всередині будівлі.

Chuden Engineering Consultants

Коли 27 вересня 2014 року в центральній Японії сталося виверження вулкану Онтаке, не було чіткого попередження, що призвело до загибелі понад 60 мандрівників і туристів на схилах. Ця подія стала відомою як найсмертоносніше виверження вулкану в країні за останнє століття і знову привернула увагу до захисту від вулканів.

Але це легше сказати, ніж зробити. В Японії відомо 111 активних вулканів, і мінімізація шкоди від них вимагає точного розпізнавання вулканічного ризику.

Одним із найвідоміших вулканів у регіоні є Сакурадзіма, розташований приблизно за 1000 км на південний захід від Токіо. Кожного разу, коли Сакурадзіма вибухає, місцеве населення наражається на небезпеку зсувів і потоків уламків. А вибухає він досить часто: за деякими оцінками, понад сто разів на рік. Останнє велике виверження найвищого рівня за п'ятибальною шкалою було зареєстроване в липні 2022 року. Сакурадзіма, природно, є головним кандидатом для моделювання вулканічних ризиків.

Нещодавно за цю роботу взялася компанія Chuden Engineering Consultants із Хіросіми. Компанія, яка вже майже шістдесят років надає послуги з технічної та екологічної оцінки, почала досліджувати коптери DJI у 2015 році. Оскільки дослідження активного вулкану пов'язане з ризиком, замість того, щоб відправляти туди пілотовані гелікоптери, Chuden вирішила оснастити свою команду дроном Matrice 300 RTK, повнокадровим сенсором Zenmuse P1 і програмним забезпеченням DJI Terra.

Всепогодний дрон дав змогу команді зібрати високоточні топографічні дані з похибкою вимірювання менше 5 см. ПЗ DJI Terra обробило майже 9 000 зображень за один день, надавши 3D-модель околиць вулкану для вивчення потенційних ризиків і створення планів дій для їх зменшення. Тепер, коли компанія Chuden знайшла надійне та ефективне рішення для точних вулканічних досліджень, вона планує неодноразово використовувати M300 RTK над Сакурадзімою для своєчасного виявлення змін.