灾情侦察领域无人机需求潜力分析
一、中国自然灾害灾情情况分析
2023年,我国自然灾害以洪涝、台风、地震和地质灾害为主,干旱、风雹、低温冷冻和雪灾、沙尘暴和森林草原火灾等也有不同程度发生。全年各种自然灾害共造成9544.4万人次不同程度受灾,因灾死亡失踪691人,紧急转移安置334.4万人次;倒塌房屋20.9万间,严重损坏62.3万间,一般损坏144.1万间;农作物受灾面积10539.3千公顷;直接经济损失3454.5亿元。与近5年均值相比,受灾人次、因灾死亡失踪人数和农作物受灾面积分别下降24.4%、2.8%和37.2%,倒塌房屋数量、直接经济损失分别上升96.9%、12.6%。
2023年全国自然灾害主要特点有:
一、全国自然灾害时空分布不均,“北重南轻”格局明显
1—3月,除西南地区冬春连旱、西藏林芝重大雪崩灾害外,全国灾情总体相对平稳。初夏,河南等地出现连阴雨天气,给夏收造成不利影响。进入主汛期,超强台风“杜苏芮”、海河流域性特大洪水、松辽流域严重暴雨洪涝等重大灾害相继发生。12月中旬山西等地发生低温雨雪冰冻灾害对群众生产生活造成较大影响,12月18日甘肃积石山6.2级地震造成甘肃、青海两省重大人员伤亡。北方、南方因灾倒塌房屋数量占全国总损失比例分别为92.2%、7.8%,直接经济损失占比分别为73.7%、26.3%。
二、华北、东北遭受严重暴雨洪涝灾害,局地山洪地质灾害突发
2023年,全国平均降水量612.9毫米,较常年偏少3.9%,出现区域暴雨过程35次。5月底至6月初,河南出现大范围持续阴雨天气,与小麦成熟收获期叠加重合,造成较大范围农作物受灾。“七下八上”期间,受“杜苏芮”台风残留云系影响,华北、东北相继出现极端暴雨天气,海河发生流域性特大洪水,造成京津冀等地重大人员伤亡和财产损失,松花江流域发生严重汛情灾情,造成黑龙江、吉林等地受灾严重。西南、西北等局地山洪地质灾害多点散发,四川、重庆、陕西等地人员伤亡较大。全年洪涝灾害共造成5278.9万人次不同程度受灾,因灾死亡失踪309人,倒塌房屋13万间,直接经济损失2445.7亿元。此外,全国共发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害3666起,灾害级别以小型为主,主要发生在华北、西南等地区。
三、台风生成和登陆个数偏少、登陆强度偏强,带来多场极端强降雨
2023年,西北太平洋和南海共有17个台风生成,较常年显着偏少,其中6个登陆我国,较常年略偏少。台风“杜苏芮”登陆期间给浙江、福建带来大暴雨,引发局地山洪和部分城市内涝,登陆后北上,环流在陆地长时间维持,造成华北、黄淮、东北等多地出现极端强降雨,引发严重暴雨洪涝灾害;台风“苏拉”登陆时在冷空气配合下,给广东、广西带来大范围大暴雨;台风“海葵”登陆后残涡长时间影响华南地区,福建、广东多地多站点降水突破历史极值。2023年,台风灾害共造成1131.6万人次不同程度受灾,因灾死亡失踪12人,倒塌房屋7000余间,直接经济损失474.9亿元。
四、我国大陆中强震明显偏弱,甘肃积石山6.2级地震造成重大损失
2023年,大陆地区共发生5.0级以上地震11次,较历年年均水平明显下降,其中6.0级以上地震2次,较历年年均水平亦有所减少。山东平原5.5级地震造成2900余间房屋损坏,部分基础设施受损,直接经济损失2.4亿元。甘肃积石山6.2级地震造成甘肃、青海两省151人死亡,983人受伤,倒塌房屋7万间,严重损坏房屋9.9万间,一般损坏房屋25.2万间,直接经济损失146.12亿元。
五、西南、北方、西北等地出现阶段性干旱,灾情总体轻于常年
2023年,我国先后发生西南冬春连旱、北方局地夏旱、西北地区伏秋旱,灾情总体偏轻。年初,西南大部降水偏少,特别是云南1—5月平均降水量较常年偏少五成。5—6月,华北、黄淮高温过程多、极端性显着,东北西部降水偏少2—3成。6—8月,内蒙古西部、宁夏、甘肃大部、青海南部等地降水和区域内河流来水量偏少,部分地区人畜饮水和农业灌溉出现临时困难。2023年,干旱灾害造成2097.4万人次不同程度受灾,农作物受灾面积3803.7千公顷,直接经济损失205.5亿元。
六、风雹灾害多点散发,江苏等地遭受强对流天气影响
2023年,全国共出现33次强对流天气过程,较近5年同期均值偏少,主要集中在春夏两季。全国共有1100余个县(市、区)遭受风雹灾害影响,广泛分散在华北、黄淮、西北、西南等地。全年共观测记录到26个龙卷风,其中强龙卷风9次,显着高于多年平均次数。江苏盐城、宿迁、南通等地龙卷风灾害造成14人死亡。2023年,风雹灾害共造成605.3万人次不同程度受灾,因灾死亡57人,农作物受灾面积1174.5千公顷,直接经济损失117.3亿元。此外,全年有17次沙尘天气影响我国。
七、东北华北遭受低温冷冻和雪灾,西藏林芝发生严重雪崩灾害
2023年,全国共遭受31次冷空气过程影响,其中寒潮过程8次。11月5—7日、21—24日冷空气强度达寒潮,内蒙古和东北地区出现强降雪。12月13—16日冷空气强度达强寒潮,河北、山西、北京、天津等地共有18个站日最低气温跌破建站以来12月历史极值,中部地区出现大范围雨雪天气,造成河北、山西、山东、河南等地受灾。此外,1月17日西藏林芝派墨公路发生雪崩,造成28人死亡,为我国近年来死亡人数最多的一次雪崩灾害。2023年,低温冷冻和雪灾共造成322.5万人次不同程度受灾,因灾死亡30人,农作物受灾面积519.2千公顷,直接经济损失49.2亿元。
八、森林草原火灾起数处历史低位,形势总体平稳
2023年,全国共发生森林火灾328起,主要集中在内蒙古、黑龙江、广西、云南4省(区),因灾死亡2人;共发生草原火灾15起,主要集中在内蒙古,因灾死亡1人。森林草原火灾起数处于历史低位,森林火灾、草原火灾起数较近5年均值分别下降77.5%、46.8%。
二、无人机灾情侦察发展情况
近年来,随着防灾减灾工作的推进,相关部门不断完善应急管理机制、健全应急管理体系、引入先进智能设备和科学技术,推动应急救援工作效率升级,增强救援安全保障。截止目前,全国中央应急物资储备库的储备品种从过去的124种增至165种。其中,侦察无人机作为新增储备品种之一,进一步增强了应急保障的科技水平。
凭借自身性能优势充当侦察“排头兵”
无人机作为先进智能装备,具有速度快、机动灵活、不受地理环境限制等优势,近年来被广泛应用到应急救援领域中;加之GIS、智能视频分析、大数据分析等技术的发展和各类软硬件的研发,无人机在应急救援领域的应用也在不断深入。
无人机应用于应急救援领域之初,主要充当侦察“排头兵”的角色。凭借自身速度快、机动性高等优势,在灾害发生后第一时间飞抵环境险峻、地势恶劣的受灾现场,通过高清视频采集设备进行快速、大范围的灾情侦察,同时配合应急通讯手段,及时将灾害现场情况回传至救援指挥部,不仅为指挥部进行灾情研判、救援工作部署提供重要的信息和数据支撑,还能代替搜救人员深入危险地段,有效降低救援风险、保障救援人员人身安全。
载荷多样化发展助力无人机应急救援全覆盖
随着无人机载荷的多样化发展,无人机在应急救援领域的应用范围和应用深度也得到了拓展。搭载红外设备进行扫描测温,可用于人员搜捕搜救及疫情期间侦测体温异常;搭载喊话器,可进行巡逻喊话和空中宣传;搭载照明设备,可在灾害发生后通讯、供电中断时,对指定区域进行长时间稳定照明,辅助救援工作开展;大型物流无人机载荷能力强大,可利用快卸锁钩货仓和分布式载货吊舱,进行通信应急物资装备投放;还可搭载灭火设备,协助进行远程灭火,保障人员安全。
不同类型的无人机搭载多样化载荷,还能多机协同作业,展现无人机在应急救援领域的整体解决方案。以携恩科技参加的某省公安防汛救灾舟船演练为例,首先通过垂直起降固定翼无人机大范围搜寻、定位被困群众;随后派遣多旋翼无人机抵近侦察并发射信号弹、投送救生衣,并配合引导水面船只快速解救被困群众。
三维模型发展赋能无人机辅助应急更具前瞻性
近几年无人机测绘技术发展迅猛,伴随着三维模型和相关软件的更新迭代,无人机在应急救援中的前瞻性愈发凸显。
灾害发生后,无人机搭载倾斜摄影相机对灾区进行数据采集,随后将所采数据快速处理,绘制出灾区实景三维模型,实现灾区的三维可视化。实景三维模型不仅可以360°无死角展现灾区现状,还可提供空间信息和可视化数据,为勘察地形、研判灾情、灾后救援部署提供更多信息数据支持。
除此之外,利用无人机航测技术提前为灾害高发区或指定区域制作高精度实景三维模型,可通过该模型,测算塌方量、滑坡量等数据,预估灾害波及范围,用提前预估、防范的方式降低灾害带来的损失;还可在此模型基础上进行灾害的应急预案和救援模拟演练,最大程度降低灾害影响范围和受灾程度。
无人航空与多学科交叉融合,应急信息化平台应运而生
随着科技的不断演进,无人航空与人工智能、数字孪生、5G、GIS地理信息等技术融合不断深入,也衍生出了更多基于数字孪生的应急信息化平台。
2018年12月,携恩科技配合某市安监局进行危化品泄漏应急演练时,利用基于数字孪生的应急辅助决策系统进行了应急救援指挥、现场处置等实战应用,这是国内首次把信息化手段应用于危险化学品应急处置演练全过程。
三、无人机灾情侦察应用现状
侦察无人机在自然灾害应急救援中扮演着极其重要的角色,它们为救援行动提供必要的视觉、数据和情报支持。具有快速、灵活、持续和低成本等优势,为救援行动提供了强有力的支持,提高救援效率。
可以迅速抵达灾害现场,通过搭载的高清摄像头、红外热成像仪喊话器、照明灯等设备,对灾区进行实时监测和灾情评估。协助救援人员了解灾区具体情况,如受灾范围、建筑物损坏情况等。
在自然灾害中,无人机通过红外热成像仪等设备进行人员搜救和定位。在复杂地形中寻找被困人员,并将信息实时传回指挥中心。空中监测与二次灾害预防,在火灾、地震等灾害中,无人机可以进行空中监测,以防止二次灾害的发生。在无路、无电、无网络环境下,提供稳定的照明服务和全面的应急指挥支持。
图表:2018-2023年无人机灾情侦察市场规模(亿元)


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