Camp Fire Kartierung mit Drohnen

DJI arbeitet mit 16 Rettungsdiensten zusammen, um Kaliforniens tödlichstes Lauffeuer zu bekämpfen

By Hailey Peng Hailey Peng
März 12, 2021

Die Städte Paradise und Magalia in Nordkalifornien, eingebettet in die Ausläufer der Sierra Nevada, waren einst blühende Gemeinden mit über 27.000 Einwohnern. Am 8. November 2018 änderte das sogenannte "Camp Fire" all das innerhalb weniger Stunden. Tausende waren von diesem Lauffeuer betroffen, fast 100 Menschen kamen ums Leben, viele tausende haben ihre Häuser verloren.

Aerial view of camp fire

Über zwei Tage hinweg schwebten zahlreiche Drohnen über dem ausgebrannten Gelände des zerstörerischsten Feuers des Staates und zeichneten Bilder der Verwüstung auf, um den Menschen zu helfen, die ihre Häuser verloren hatten. Bis sie fertig waren, hatten sie 70.000 Bilder auf einem Gebiet über 68 Quadratkilometer gesammelt, was 1,4 Billionen Pixel an Daten ergab.

Die Aufnahmen und die Karten halfen den betroffenen Menschen, den Zustand ihrer Häuser zu bestimmen und Versicherungsansprüche zu beschleunigen. Die Aufnahmen kamen auch Bergungsmannschaften, Abbruchteams, Stadtplanern, Wissenschaftlern und Forschern sowie der Öffentlichkeit zu Gute, um die Situation besser zu verstehen und zu analysieren. 

Die 518 koordinierten Flüge, durchgeführt von 16 unterschiedlichen Rettungsdiensten in Nordkalifornien, ist eine der größten Drohnen-Rettungsaktionen in der Geschichte des Landes. Die 16 Rettungsdienste wurden vom der Polizeizentrale im Alameda County geleitet. Die Polizei von Stockton, das Büro des Sheriffs von Contra Cost County und der Brandschutzbezirk von Menlo Park entsandten die meisten Beamten. Auch die Polizei von Union City, die Polizei von Hayward und das Sheriff-Büro von Stanislaus County stellten Beamte für die Rettungsaktion zu Verfügung. Die Polizei von San Francisco beaufsichtigte und koordinierte den Luftraum. Zusätzlich zu den Kartierungsflügen wurden mit Hilfe des Servicedienstleisters Hangar über 160 vollständige 360-Grad- und interaktive Panoramen erstellt, und der Video-Spezialist Survae, erstellte georeferenzierte Videos entlang der Hauptstraßen in Paradise. Dieser vielschichtige Datensatz wurde in Rekordzeit verarbeitet.

Butte County released a set of high-res maps including stitched drone images

Die von Drohnen aufgenommenen Fotos und Videos wurden alle georeferenziert und in ein Kartenformat zusammengefügt, sodass die Bewohner den Status ihrer Häuser mit der interaktiven KI-App überprüfen konnten. Die Behörden in Butte County konnten die Karten und Luftbilder bereits veröffentlichen, noch bevor viele Einwohner die Brandzone betreten hatten, um ihre Häuser zu überprüfen. Die Camp Fire Karte von Butte County ist frei zugänglich. 

 

"Wir hoffen, dass dies den Menschen helfen wird, die Verwüstung zu verstehen, mit der wir es zu tun haben, und die sehr schwierige Aufgabe mit der wir es zu tun haben", sagte Kory Honea, Sheriff von Butte County. "Wir hoffen, dass sie Informationen erhalten, mit denen sie ihre Versicherungsansprüche geltend machen können."

Der Einsatzplan

Als die Beamten im Katastrophengebiet ankamen, war die Luft immer noch von viel Rauch durchzogen und die Schadstoffbelastung war immer noch sehr hoch. Die Beamten mussten während ihres Einsatzes Gasmasken tragen und sich auf verschiedenste Risiken und Gefahren einstellen. 

team processing drone data

Die örtliche Einsatzzentrale war der Konferenzraum der Menlo Park Feuerwehr in Chico. Die Menlo Park Feuerwehr war bereits seit 10 Tagen mit dem Camp Fire beschäftigt, um Gebäude zu schützen und die haushohen Flammen zu bekämpfen. Als sie vom Dienst entbunden wurden, tauschten sie Ausrüstung und Informationen aus und organisierten für zwei ihrer Mitglieder die Wiedereinsetzung als Teil des Drohnen-Teams für die Kartierungseinsätze.

Die große Datenmenge wurde täglich physisch an das Rechenzentrum von DroneDeploy, einem Partner für DJI-Softwarelösungen, in der Zentrale in San Francisco gesendet. Dem dortigen Datenverarbeitungsteam gelang es, innerhalb von 24 Stunden nach Erhalt der Drohnenbilder und -daten eine detaillierte, interaktive Karte zu erstellen. Dies war der bisher größte koordinierte Einsatz von Drohnen-Teams bei einer Katastrophe, und definitiv die schnellste Bearbeitung solch enormer Datenmengen.

Herausforderungen bei der Kartierung von einer Fläche von 13.000 Fußballfeldern

Aufteilung der Kartierungszonen

Viele Flüge waren erforderlich, um eine Fläche von über 68 Quadratkilometern abzudecken, ungefähr so ​​groß wie 13.000 Fußballfelder nebeneinander. Eine der Herausforderungen bestand darin, die verschiedenen Bereiche richtig einzuteilen und Karten zu erstellen. 

Die Teams orientierten sich an Hauptstraßen, um die Bereiche einzuteilen, und stellten außerdem sicher, dass sich die verschiedenen Bereiche ausreichend überlappten, sodass die einzelnen kartierten Bereiche am Ende gut verbunden werden konnten. 

Das riesige Gebiet wurde schließlich in über 30 Bereiche von jeweils ca. 1,2 Quadratkilometern aufgeteilt, für deren Kartierung jeweils 4 bis 6 Akkus benötigt wurden. Anschließend wurden Grundkarten erstellt, die in der Einsatzzentrale für alle Drohnen-Informationen und den Versand der Teams verwendet wurden. 

Drohnenplattform-Standardisierung

Es ist ein logistischer Albtraum, mehr als 68 Quadratkilometer mit mehreren Drohnen in einer Umgebung zu kartieren, in der starker Rauch in der Luft liegt, in einem Katastrophengebiet ohne Strom, mit sehr geringer LTE/4G-Konnektivität und unebenem Terrain mit hohen Bäumen. 

Die Teams standardisierten den Prozess, indem sie ausschließlich die DJI P4 Plattform verwendeten. Die P4 verfügt über eine der leistungsstärksten Kameras in ihrer Größen- und Preiskategorie: 1-Zoll-Sensor, 20-MB-Fotos, ein Sichtfeld von 84 Grad und einem Global-Shutter.

Strombedarf

Der Überflug mit einer geeigneten Bildüberlappung erforderte 518 Kartierungsflüge. Das bedeutete auch 518 Akkus, die aufgeladen werden mussten. Es ist wichtig, genügend voll aufgeladene P4 Akkus zu haben, aber das ist nur die halbe Miete. Die Fernsteuerung und das Tablet müssen natürlich auch hin und wieder aufgeladen werden. Dies ist eine große Herausforderung, da die meisten Drohnen-Betreiber nicht mehr als 6-8 Akkus zur Hand haben. Die Einsatzteams berechneten, dass im besten Fall ein Akku ungefähr 0,2 Quadratkilometer kartiert bekommen würde. Daher war es für die effektive Durchführung der Kartierungsaufgaben von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass die Teams über eine ausreichende Versorgung mit Akkus und Ladegeräten verfügen.

Datenmanagement

Datenmanagement ist immer eine Herausforderung bei größeren Einsätzen, insbesondere wenn man 16 Teams und noch mehr einzelne Drohnen hat. Es ist wichtig, für jeden Piloten einen standardisierten Ablauf zu haben, und dass alle Teams eine Reihe standardisierter Prozesse befolgen müssen, wie Daten erfasst, gespeichert und übertragen werden. Dies wurde durch enge Zusammenarbeit und gute Kommunikation der 16 an diesem Einsatz beteiligten Teams erreicht.

Die größere Herausforderung bestand jedoch darin, wie die riesige Datenmenge in umsetzbare Informationen umgewandelt und in verschiedene GIS-Produkte integriert wurde. Greg Crutsinger von ScholarFarms war eine enorme Hilfe, da er die Bemühungen zwischen den einzelnen Teams und verschiedenen Agenturen koordinierte. 

Mit mehr als 70.000 Bildern und fast 500 GB Daten wandten sich die Teams vor Ort an das in San Francisco ansässige Drohnen-Softwareunternehmen DroneDeploy, um die Datenverarbeitung zu beschleunigen. Da es in der Region keinen Internetzugang gab, mussten die Drohnen-Teams Festplatten mit Daten nach San Francisco transportieren, während Jono Millin (Mitbegründer von DroneDeploy) und Mitglieder der Vertriebs- und Entwicklungsteams die ganze Nacht und den folgenden Morgen Bilder hochluden. Am nächsten Tag waren die Daten in 75 Karten umgewandelt worden, nachdem das Engineering-Team einen massiven Verarbeitungscluster in seiner Cloud eingerichtet hatte, um die riesige Datenmenge an Bildern zu verwalten. Am Ende wurden die 1,4 Billionen Pixel aufgenommener Drohnenbilder zu einer 100-Milliarden-Pixel-Karte zusammengeführt.

Die Karten wurden dann umgehend von Rettungs- und Notfallpersonal verwendet. Mit diesen aktuellen Grafiken zeichnete die Feuerwehr den Schaden auf und plante die nächsten Schritte. Die Karten wurden sogar von Such- und Rettungsteams verwendet, um vermisste Personen zu lokalisieren, die sich möglicherweise in dem Gebiet aufhielten. Auch für die Opfer der Waldbrände waren die Karten hilfreich. Mit der Kartierung ganzer Stadtviertel konnten die Hausbesitzer die Bilder bei den Versicherungsanbietern einreichen, damit diese die Ansprüche sofort bearbeiten konnten – ein Prozess, der normalerweise Tage oder Wochen dauern kann. Viele haben die Bilder genutzt, um Zugang zu FEMA-Hilfsfonds für die von den Bränden betroffenen Familien zu erhalten.

response team at camp fire

Neue Erkenntnisse

Drohnen sind eine große Hilfe bei Bränden, insbesondere großen Waldbränden und Flächenbränden. Sie fungieren als Multiplikatoren, um bestehende Kompetenzen bei Feuerlöscheinsätzen zu verbessern und zu erweitern, insbesondere nachts mit Wärmebildkameras. Sie sind auch ein wichtiges Hilfsmittel bei der Suche nach vermissten Person, dem Wiederaufbau nach Katastrophen, der Analyse eines Brandes und zur Schadensbewertung. 

Bei großen Einsätzen, an denen mehr als eine Abteilung und ein Drohnen-Team beteiligt sind, ist die Standardisierung der Zusammenarbeit und des Betriebs sowohl während des Einsatzes als auch danach von besonderer Bedeutung, wenn von Drohnen erfasste Daten verarbeitet und analysiert werden. 

pilot flying a DJI Phantom 4 Pro

DJI Mavic 2 Enterprise Zoom at camp fire

Insgesamt dauerte es weniger als 48 Stunden, vom ersten Einsatz der Kartierungsdrohne, bis bis die Feuerkarte von Butte County zur Verfügung stand. Dies war die größte koordinierte Reaktion von Drohnen-Teams auf eine Katastrophe in der bisherigen Geschichte, aber definitiv die schnellste Verarbeitung riesiger Datenmengen. Drohnen verbessern weiterhin die Sicherheit für Ersthelfer und verkürzen gleichzeitig die Reaktionszeit bei kritischen Hilfseinsätzen. 

Drohnen verändern die Art und Weise, wie Behörden der Öffentlichkeit dienen ‒ im Großen wie im Kleinen. Während Drohnen in der öffentlichen Sicherheit bereits früh Fuß gefasst haben, erforschen Regierungsbehörden und -abteilungen ihren Einsatz in anderen Bereichen, von Transport und öffentlichen Arbeiten bis hin zu Planungs- und Umweltdienstleistungen. Für weitere Informationen über die Einrichtung eines Drohnenprogramms und das Erlernen von bewährten Vorgehensweisen, die Sie bei der Auswahl berücksichtigen sollten oder wie Drohnen helfen können, die Bedürfnisse Ihrer Gemeinde zu erfüllen, laden sie sich bitte diesen zusammenfassenden Bericht herunter.

 

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Tags: Öffentliche Sicherheit

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