3D GIS Helps Taiwan Prepare for Flood Events

سیستم اطلاعات جغرافیایی سه بعدی به تایوان کمک می‌کند تا برای وقایع سیل آماده شود.

تایوان، جزیره‌ای به مساحت 14000 مایل مربع در اقیانوس آرام و در فاصله 100 مایلی ساحل چین، دارای آب و هوای گرمسیری و نیمه گرمسیری است. به این معنی که مستعد باران شدید و جاری شدن سیل است. برای کمک به ارزیابی تداوم برنامه‌ها و روش‌های واکنش اضطراری مبتنی بر سیل، مرکز ملی علوم و فناوری برای کاهش بلایای طبیعی (NCDR) صفحه‌ای را از دفترچه راهنمای ارتش با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی سه بعدی، در دست گرفته است. این مرکز شبیه‌ سازی جنگ را برای سیل انجام داده ‌است.

بستر شبیه‌ سازی جنگی، شبیه ‌سازی برای آموزش و واکنش اضطراری مبتنی بر تمرینات جنگ نظامی است، که شرح می‌دهد چگونه سربازان هنگام مواجهه با شرایط خاص مانورهای خاص را اجرا می‌کنند. استفاده از این مفهوم در برابر طغیان به منظور کمک به مقامات در درک شرایط مختلف بحران است و تعیین می‌کند که آیا برنامه‌ها و رویه‌های واکنش اضطراری آن‌ها – از جمله استقرار منابع، پشتیبانی تخلیه، و برنامه‌ریزی مسیر برای توزیع منابع امدادی – برای کاهش تأثیر یک فاجعه مستقر در سیل مناسب هستند. نکته اصلی این نوع تمرین‌ها در این است که شبیه ‌سازی را تا حد ممکن به یک بحران واقعی شبیه سازیم.

نواحی مستعد سیل در اطراف مدرسه ابتدایی Guishan با استفاده از بستر شبیه‌ سازی سیل برای آموزش و واکنش اضطراری نقشه ‌برداری شده ‌اند.

برای این کار، NCDR با شرکت GIS RiChi Technology همکاری کرد و از ArcGIS Enterprise ، ArcGIS Pro و ArcGIS API استفاده کرد. برای ایجاد JavaScript برای ساختن بستر شبیه سازی جنگی شبیه سازی برای آموزش و واکنش اضطراری. این بستر (Platform) با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، انواع مختلفی از بلایای سیل را شبیه‌ سازی می‌کند. اکنون، افسران مراکز عملیاتی اضطراری (EOC) در 22 شهر، ایالت و شهرداری‌های ویژه تایوان می‌توانند از این بستر برای تحلیل هر دو خطر سوانح و آمادگی در هنگام وقوع سیل استفاده کنند.

تجربه مدل بهینه شده سه بعدی

تیم تحقیقاتی در NCDR و کارمندان شرکت RiChi Technology ، بستر سه بعدی شبیه‌ سازی تمرین نظامی سیلاب را در دو بخش ایجاد کردند. آن‌ها مدل سه بعدی را ایجاد کردند که ساختمان‌ها را پردازش و نمایش می‌دهد و در عین حال، آن تجسم را در عملکرد سیستم عامل ادغام می‌کند.

برای ساخت مدل سه بعدی، این تیم از ArcGIS Pro برای ترکیب اشکال بلوک ساختمان با ارتفاعات ساختمان در یک لایه ویژگی استفاده کرد. به منظور کار فنی خود، این تیم لایه‌ای را برای ArcGIS Enterprise منتشر کرد و از ArcGIS API for JavaScript استفاده کرد تا برنامه‌ای ایجاد کند که ارتفاعات ساختمان بیرون آمده را نشان دهد.

این تیم برای قرار دادن رایانه‌هایی با کارایی پایین‌تر که مورد استفاده برخی از ذینفعان NCDR قرار دارد‌، الگویی را اجرا کرد که باعث می‌شود تعداد ساختمان‌های بازیافت شده در یک زمان در شبیه ‌سازی محدود شود. به عنوان مثال، با تنظیم عملکرد دینامیکی مدل در هر شبیه‌سازی خاص سیل، در محیط ‌های شهری متراکم تر کمک می‌کند. محل منطقه سیل در مرکز نقشه تنظیم شده است و سیستم فقط ساختمان‌های سه بعدی را در شعاع 500 متر از این نقطه نمایش می دهد.

یک بستر سریع و آسان برای استفاده

در طراحی عملکرد سیستم عامل، تمرکز اصلی NCDR استفاده سریع و آسان از آن بوده است. این تیم تحقیقاتی می‌خواستند اطمینان حاصل كنند كه این بستر فقط در چند مرحله می‌تواند نتایج آنالیز را ارائه دهد. همچنین می‌خواست این نتایج را به عنوان نقشه‌های موضوعی ارائه دهد که مناطق سیل، جمعیت آسیب دیده، هرگونه اشیاء محافظت شده را نشان می دهد (به عنوان مثال، ساکنان آسیب پذیر که باید از منطقه سیلاب خارج شوند)، پناهگاه‌های اضطراری، شبکه آژانس‌های امداد‌رسانی در برابر بلایای طبیعی، و تجسم همه این‌ها به صورت سه بعدی.

در واقع، این عملیات شامل سه مرحله است: کاربران یک منطقه تجزیه و تحلیل مکانی اختصاص می‌دهند، یک نقطه سیل احتمالی را تعیین می‌کنند و عمق سیل را وارد می‌کنند. سپس سیستم مناطق با ارتفاع پایین اطراف محل سیل را محاسبه می‌کند تا نشان دهد کدام مکان‌ها ممکن است تحت تأثیر قرار گیرند.

پس از آن که طوفان Soudelor در سال ۲۰۱۵ به تایوان حمله کرد، مدرسه ابتدایی Guishan گل‌آلود و عملا غیرقابل دسترسی بود. تصاویر ماهواره‌ای مدرسه را قبل از فاجعه (‏راست)‏ و بعد از آن (‏چپ)‏ نشان می‌دهد. (‏عکس از مدرسه ابتدایی Guishan)

داده‌های زمین از یک مدل زمینی دیجیتال (DTM) با یک شبکه مساوی با فاصله 20*20 متر تهیه شده‌ است. این مقدار جزئیات، محاسبات کارآمد را دشوار می‌کند. برای کاهش مدت زمان لازم برای محاسبه اتفاقاتی که در هر بخش از شبکه رخ خواهد داد، DTM توسط شهر به قطعات تقسیم می‌شود. شبکه‌های رودخانه‌ها همچنین از DTM حذف شدند تا مقدار داده‌ای را که پردازنده باید پردازش کند، کاهش دهند.

پس از یافتن مناطق مستعد سیل، سیستم با تقاطع مناطق کم ارتفاع با عوامل ضربه‌ای، از جمله نقاط مختلف جمعیت و اشیاء محافظت شده، سطح اعماق مختلف سیل را در نقاط مختلف محاسبه می‌کند. این کار کاربران را قادر می‌سازد تا ببینند چه میزان از جمعیت احتمالاً نیاز به نجات دارند. علاوه بر این، سیستم تعداد ساکنان را که در نزدیکی پناهگاه‌های اضطراری قرار دارند، ارزیابی می‌کند و تجزیه و تحلیل شبکه‌ای از منابع نجات را انجام می‌دهد.

همه این‌ها در نقشه‌‌های موضوعی 2 بعدی ارائه شده ‌است که تجهیزات اضطراری و نجات را نیز نشان می‌دهد، مکان قطعات بزرگ تجهیزات ساختمانی، جایی که آژانس‌های امدادرسانی در برابر حوادث قرار دارند و موارد دیگر. فرماندهان مرکز عملیات اضطراری مرکزی تایوان و 22 EOC محلی می‌توانند این نقشه‌ها را در رایانه‌ها و مانیتورهای صفحه لمسی بررسی کنند تا میزان خدمات امدادی مورد نیاز و تعیین توزیع آن‌ها را بررسی کنند.

تجسم سه بعدی

کاربران همچنین می‌توانند از بستر شبیه ‌سازی Flooding Wargame Simulation استفاده کنند تا بلایای شبیه ‌سازی شده سیل را به صورت سه بعدی تجسم کنند. این قسمت از بستر مبتنی بر DTM، تصاویر ماهواره‌ای، نقشه‌های خیابانی و مدل‌های ساختمانی سه بعدی است. این برنامه همچنین از مانیتورهای مدار بسته تایوان (CCTV) در زمان واقعی تغذیه می‌کند. در طول تمرینات شبیه‌ سازی سیلاب، این امر به واحدهای امداد و نجات در محل کمک می‌کند تا با یکدیگر ارتباط برقرار‌ کرده و با آن‌ها هماهنگ شوند تا بتوانند راه حل‌های اضطراری را با توجه به شدت احتمالی خسارت در ساختمان، جاری شدن سیل و ترافیک و همچنین زنده بودن نجات و فرار احتمالی تهیه کنند. علاوه بر این، این بستر مشارکت در برنامه‌ ریزی در برابر سیل را برای جمعیت‌های آسیب‌پذیرتر آسان می‌کند.

به عنوان مثال، کلیه موسسات رفاهی شهروندان سالخورده روی صفحه نمایش داده می‌شوند، و کسانی که در طبقه اول قرار دارند به طور خاص مشخص شده‌اند تا افراد سالمندی که توانایی جسمی کمتری دارند را در نظر بگیرند. این جزئیات می‌توانند به مؤسسات رفاه اجتماعی در ارزیابی میزان خطر خود در برابر بلایای طبیعی کمک کرده و به سازمان‌های دیگر در تنظیم برنامه پیشگیری و تخلیه دولت، تنظیم اسکان اضطراری، و آموزش تیم‌های امداد و نجات کمک کنند.

توانایی انجام این اقدامات احتیاطی پیش از وقوع یک فاجعه واقعی مبتنی بر سیل، تضمین خواهد کرد که تایوان به خوبی برای آب و هوای طوفان‌های بزرگ آماده است.

مشاهده متن کامل انگلیسی از اینجا

خلاصه فارسی از : فاطمه عزیزی

کد مطلب : 99043001

مشاهده کاربرد‌های دیگر