Geweldig. Verbazingwekkend. Ongelooflijk. Ongelooflijk. Spectaculair. Deze woorden beschrijven treffend wat er overblijft na een natuurramp, of het nu een aardbeving is, tornado, orkaan of een andere gebeurtenis waarbij huizen, gebouwen of infrastructuur worden vernietigd en levens worden op zijn kop gezet.

Echter, deze woorden zijn niet de woorden die de mensen wier leven voorgoed is veranderd willen horen van iemand in hun stad die helpt bij de herstelinspanningen, of het bestuderen van de effecten van een gebeurtenis, niet als het gaat om het bespreken van wat er nog over is van hun huizen en bedrijven, vooral terwijl stapels puin langs de straten liggen te wachten om te worden opgeruimd. Nog, als mensen hun leven weer op de rails krijgen, de effecten moeten worden aangepakt, evenals die hopen puin.

Er zijn bedrijven in de VS die gespecialiseerd zijn in het verwijderen van puin, en vaak, schattingen van hoeveel puin er precies moet worden opgeruimd - en dus het bedrag dat die bedrijven aan steden vragen om het op te ruimen - is gebaseerd op gegevens die uitsluitend door aannemers worden verstrekt.

Joseph Dannemiller, Larry Tanner en andere onderzoekers in de Debris Impact Facility van de Texas Tech University proberen de manier te veranderen waarop hoeveelheden puin worden gemeten na een natuurramp.

Met behulp van drones en krachtige computers, Dannemiller, een instructeur in het Edward E. Whitacre Jr. College of Engineering en een promovendus in het National Wind Institute, en zijn collega's hebben een op informatie gebaseerd model ontwikkeld om de hoeveelheid puin beter te analyseren en in te schatten. Dit kan de kosten voor steden verlagen voor hoeveel het zal kosten om al het puin op te ruimen, mogelijk miljoenen dollars besparen.

"We besloten om een ​​op volumetrische bemonstering gebaseerd model te ontwikkelen waarbij we over een regio zouden vliegen, schat de hoeveelheid puin in die regio, vlieg dan een andere regio en schat de hoeveelheid puin in die regio, "zei Dannemiller. "Toen, de industrieën die zijn opgegroeid en nu gespecialiseerd zijn in herstel zouden, via een centrale entiteit zoals de Federal Emergency Management Agency, naar behoefte aan verschillende rampgebieden worden toegewezen. Direct, de beslissing over hoe activa worden toegewezen, is informatiegestuurd, maar het is gebaseerd op mond-tot-mondreclame of kwalitatieve beoordelingen."

Dannemiller en zijn collega's hebben hun theorie en model deze zomer op de proef gesteld nadat orkaan Harvey de Golfkust van Texas had gedecimeerd. De onderzoekers brachten enkele dagen door in de regio om luchtfoto's en beelden te verzamelen die ze vervolgens terugbrachten naar Texas Tech. de beelden, beeldmateriaal en grondbeoordelingsgegevens werden gebruikt om deze op informatie gebaseerde benadering te creëren om de kosten van het verwijderen van puin te bepalen.

Hoewel onderzoekers voorheen andere mogelijkheden hadden, Harvey bleek het perfecte evenement om hun theorieën en praktijken te testen.

"We hebben deze methoden in het verleden gebruikt, maar we hebben ze nooit gebruikt voor noodherstel, "Zei Dannemiller. "Harvey was het juiste evenement omdat het lokaal was en ons de mogelijkheid bood om een ​​korte afstand te reizen, een grote hoeveelheid gegevens verzamelen en onze methodologie valideren, zodat we naar de volgende fase kunnen gaan."

De verwoesting meten

Vliegen over een regio die is getroffen door een natuurramp is niets nieuws. Het probleem is dat het duur kan zijn om een ​​piloot in te huren om over tal van rampgebieden te vliegen om informatie te verzamelen. Je moet niet alleen betalen om de piloot in te huren, maar er zijn ook de kosten voor het gebruik van het vliegtuig, de brandstof en de dure fotoapparatuur die werd gebruikt om foto's te maken van 10, 000 tot 20, 000 voet.

Aanvullend, bemande vluchten zijn zeer tijdrovend. Een piloot kan over een groot gebied vliegen, maar het vliegtuig is duur in onderhoud. Het kan oplopen tot duizenden dollars per vlieguur.

Hoewel ze niet zo'n groot gebied kunnen vliegen als bemande vliegtuigen, drones kunnen meer vluchten in dezelfde tijd maken met behulp van fotoapparatuur die veel nauwkeurigere beoordelingen geeft dan beelden van bemande vliegtuigen. Drones kunnen ook vliegen onder elke bewolking die gebieden belemmert die worden gefotografeerd tijdens bemande vluchten.

Bij het gebruik van drones, de enige kosten die door de stad of de herstelinstantie worden gemaakt, zijn de tijd en diensten van de piloot. Ook, meerdere drones kunnen tegelijkertijd door meerdere piloten worden gevlogen in plaats van afhankelijk te zijn van slechts één piloot of één vliegtuig.

Met drones kunnen onderzoekers ook time-lapse-metingen doen van gebieden om te bestuderen hoe snel en efficiënt het puin wordt verwijderd en hoe snel de regio zich na een maand kan herstellen. zes maanden, een jaar of langer. Globaal genomen, het is een methode voor het meten van puin die enorm kosteneffectiever en efficiënter is dan het gebruik van mond-tot-mondreclame vanaf de grond en bemande vliegtuigen in de lucht.

Met die impuls, Dannemiller en anderen maakten de tocht naar Zuid-Texas om hun theorieën op de proef te stellen. De eerste taak was het verkrijgen van toestemming.

De herstelinspanning helpen

"We hadden al connecties met calamiteiten- en rampenmanagers, "Zei Dannemiller. "Alles wat we moesten doen was uitzoeken wat de juiste regio was om te vliegen. We kozen voor drie verschillende steden. We gingen erheen en reden de gebieden af ​​om te bepalen welke van de drie de beste was."

De Texas Tech-onderzoekers kozen de regio's die het hardst door Harvey zijn getroffen in termen van windschade, niet zozeer golfschade of overstromingen. Eenmaal daar, de onderzoekers namen in elke stad contact op met de bevoegde autoriteiten om hun plannen te bespreken. Als er bezorgdheid was van autoriteiten of bewoners over de drones die in een bepaald gebied vliegen, het onderzoeksteam zou gewoon niet in dat gebied vliegen. Meestal, Hoewel, iedereen vond het goed wat de onderzoekers aan het doen waren.

"Dat is een van de dingen die echt verrassend en verwelkomend is na de meeste rampen, ' zei Dannemiller. 'Als je laat zien dat je er over het algemeen bent om te helpen, om dingen beter te maken, mensen zijn erg meegaand, open, en zelfs bereid om ons te helpen verzamelen wat we nodig hebben, zodat we ze weer aan het werk kunnen zetten om hun leven weer op de rails te krijgen."

De onderzoekers vlogen ook naar tijdelijke stortplaatsen waar verwijderingsbedrijven puin dumpen om basislijnen te bouwen ter vergelijking. Verhuisbedrijven baseren hun kosten aan steden op puinvolumes en het aantal dagen dat nodig is om die volumes te verwijderen. Deze informatie wordt vervolgens aan de steden verstrekt met weinig tot geen verificatie door een andere entiteit. Drones kunnen al die locaties in één dag vliegen en volumetrische schattingen geven - meestal ongeveer 12, 000-15, 000 kubieke meter, tot op 20 kubieke meter.

"Dus, nu kunnen we kijken naar de fouten die samenhangen met de kwalitatieve benadering, een op steekproeven gebaseerd kwantitatief alternatief bieden, en de stad kan beslissen wat ze willen doen om hun herstelinspanningen te maximaliseren, per dollar, ' zei Dannemiller.

Het model ontwikkelen

Met de beeldspraak, beeldmateriaal en informatie bij de hand, Dannemiller en zijn collega-onderzoekers keerden terug naar Lubbock om het model te ontwikkelen. Maar het verwerken van zes tot acht voetbalvelden aan oppervlakte kost tijd, zelfs voor de meest geavanceerde computerprogramma's.

Het doel, uiteindelijk, was om in te bellen hoeveel puin er was gemaakt om de meest nauwkeurige, op informatie gebaseerd model voor het verwijderen van puin. Onderzoekers maakten zich geen zorgen, tenminste op dit punt in het proces, met het afbakenen van de soorten puin, alleen het volume. Dat is voor toekomstig onderzoek.

"De cijfers die aannemers verstrekken zijn tot nu toe niet geverifieerd, dus niemand weet hoeveel puin er werkelijk was, " zei Dannemiller. "Het is moeilijk te geloven, maar, vanuit wetenschappelijk oogpunt heeft niemand ooit geprobeerd deze informatie te meten of te valideren."

Dannemiller zei dat het model ook zal helpen bepalen hoeveel huizen en bedrijven werden getroffen, hoeveel ontbossing heeft plaatsgevonden, en hoeveel infrastructuur werd beschadigd. Een ander voordeel van de dronevluchten is hun vermogen om vanuit verschillende hoeken foto's te maken, biedt een driedimensionaal (3D) perspectief dat de informatie overtreft die wordt verschaft door de traditionele bovengrondse foto's gemaakt door bemande vliegtuigen die alleen van bovenaf kijken.

Hij zei dat met hun model, ze kunnen binnen twee dagen beginnen met het geven van regionale volumetrische schattingen van puin.

"Wat wij bieden wat een bemande vlucht niet kan, is een 3D-model, zodat rampenmanagers en stadsplanners de regio vanuit een ander perspectief kunnen beoordelen. en iedereen kan kijken waar het puin is geconcentreerd, "Zei Dannemiller. "Bij de kust heb je veel constructies die zijn opgebouwd, en er komt vuil onder vast te zitten. Een vlucht die recht boven je hoofd gaat en recht naar beneden wijst, kan dat niet zien, maar we kunnen. Dus, nu, rampenmanagers kunnen beslissingen nemen op basis van een driedimensionaal perspectief van alles wat ze nodig hebben."

Eventueel, Dannemiller zei, het model zal beschikbaar zijn voor elk type natuurramp, van orkanen tot tornado's tot bosbranden, en elke vorm van natuurlijk voorkomend windgebeurtenis.

Maar daar houdt het nut van de modellen en de dronevluchten niet op. Hoewel het goed is om steden en aannemers nauwkeurigere schattingen te geven van de hoeveelheid puin, er gaat weinig boven om de verwoesting uit de eerste hand te kunnen aanschouwen.

Daarom ontwikkelen Dannemiller en zijn collega-onderzoekers nu een virtual reality-omgeving met dezelfde 3D-modellen, waardoor mensen in een rampgebied zouden kunnen rondlopen om de omvang van de schade te begrijpen die verder gaat dan alleen foto's en video's van televisieverslagen.

Als voorbeeld, hij zei dat het team een ​​gebied ter grootte van de Texas Tech-campus in kaart zou kunnen brengen en het 3D virtual reality-model in ongeveer drie dagen zou kunnen ontwikkelen.

"Elk gebouw in de virtuele omgeving zou eruitzien als het eigenlijke gebouw, "zei Dannemiller. "Je zou dezelfde bomen zien, de banken, de parken, de monumenten, de standbeelden, de vlaggenmasten. We willen het zo maken dat mensen door die wereld kunnen lopen, en zie de omvang van de verwoesting."

In staat zijn om die verwoesting te zien, zou niet alleen rampenplanners een manier geven om puin te bekijken, maar het zou hen ook helpen de totaliteit van de ramp te begrijpen voordat ze daar aankomen, zodat ze voorbereid zijn en zekerheid kunnen bieden aan gezinnen en bedrijven en enkele van de kleurrijke beschrijvingen vermijden die degenen die proberen hun leven in het kielzog proberen te ontmoedigen, ontmoedigen.

Eindelijk, een 3D virtual reality-model zou nuttig zijn voor beleidsmakers en overheidsinstanties om hen niet alleen de omvang van de vernietiging te laten zien, maar, ook, met volgende vluchten, hoe snel een gebied herstelt van de ramp.

"Het is belangrijk om de maatschappelijke en economische gevolgen te begrijpen van het storten van al dit geld in hulpverleningsinspanningen. Waar het geld naartoe gaat en waar de mensen naartoe gaan, is een heel belangrijk onderdeel van het begrijpen hoe wij als samenleving moeten reageren, ' zei Dannemiller.

"We willen een educatief hulpmiddel leveren waarmee mensen kunnen leren van deze rampen, zodat iedereen, of het nu beleidsmakers zijn, eerstehulpverleners, stadspersoneel, overheidspersoneel of een lid van het publiek dat gewoon wil helpen, kunnen zien hoe de verwoesting is voordat ze arriveren en kunnen dan hun inspanningen richten op het ondersteunen van de mensen en hen helpen bij de wederopbouw."