Как геодезията помогна за спасението на 13 момчета в Тайланд

Петък, 07 Септември 2018

1
ГИС и картографиране Работен поток в мисия: Събиране и генериране на данни, интерпретиране и извличане, анализиране и публикуване.

f52729ea92a4b8c5494088ebdd19019f9b827107

Цифров модел на издигане на Royal Thai Survey Department.

60e61424c5d7395380ddf091976fc70486cbfba4

Използване на ArcGIS за изграждане на напречно сечение на пещерата Tham Luang.

0c65f2ff1de719dfe788cdd415247b560febf467

Анализ за натрупване на басейн и поток от ArcHydro.

5

Резултатът от анализа на натрупването на потоци показва, че дренажният басейн на юг е по-голям от север. Фигура А представлява обемът на натрупване на потоци от юг е по-голям, отколкото от север. Фигура Б показва потока в Ban Pha Hee.

6

Определяне на координатите X, Y за проверка на местоположението на отклоняването на потока. Фигура А показва, че първият източник е открит в северната част на пещерата. Фигура В представлява втората позиция на юг.

077a7cb4872e9db611c7116af6ac2e8bbae046b5

Определете начина на оттичане на потока с помощта на геоложки слой.

8

 3D анализ и визуализация за планиране на мисията в офиса на DMR.

 През юли светът бе завладян от предизвикателството да бъдат спасени дванайсет деца на възраст между 11 и 16 г. и треньорът им, заклещени в пещерата Tham Luang Nang Non cave в Тайланд.

За щастие операцията премина успешно, но зад нея стои освен смелостта и опитът на спасителите и огромни познания и прилагане географските информационни системи (ГИС). Тайландският държавен Департамент по минерални ресурси (DMR) си сътрудничи с Esri Thailand Ltd. и GIS Ltd., за да създаде екип от специалисти по картографиране и GIS в специалния спасителен център за операцията. Този екип подкрепи спасителната мисия, като приложи технологията за ГИС, за да създаде карти за преминаване през пещерите и да анализира топографията и хидрологията на района.

С опитни геолози DMR очакваше да подготви карти и данни, но още от самото начало стана ясно, че няма достатъчно събрани качествени данни. Първата стъпка беше да се съберат и генерират топографски и геоложки данни, да се интерпретират и да се извлече информация за пещерата, като се анализира напречното сечение, топографията и хидрологията.
DMR тясно си сътрудничи тясно с Департамента по природни паркове, с Департамента по опазване на дивата природа и растения (DNP), с Департамента по напояване (RID), с Отдела за предотвратяване и решаване на последствията от бедствията, с флотата и много други. Към мисията се присъединяват много експерти и спасители от целия свят.

Събиране на данни

Първоначално картите, споделяни в социалните мрежи, са без точност, необходима за истинска операция. Първата задача на екипа за картографиране и ГИС е да събере топографски карти, карти с висока резолюция от Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) и други източници, основни ГИС слоеве, включително 2D описание на формата на пещерата. След анализ, експерти по геология и картография смятат, че данните не са достатъчно точни. Благодарение на Тайландския геодезически департамент (RTSD), получават висококачествени ортофотоизображения и стерео двойки от въздушни изображения от 2007 г. Експертите търсят алтернативни входове към пещерата. Тогава са генерирани и разпространени 2D карти, карти на напречното сечение на пещерата и 3D модели на района раздадени на много организации, които участват в спасяването. Разпространени са хартиени карти, както и е достъпна връзка към ArcGIS Online.

Първата подробна картата на пещерата идва от проучване, направено от френски геодезисти през 1986 и 1987 г., но първоначално там липсва карта на напречното сечение на пещерата. Екип от доброволци превеждат тази информация и я изпращат на геодезистите. Превеждат също и информацията от книгата на д-р Мартин Елис "Пещерите на Тайланд", том 2: Северен Тайланд.

След това екипът откри, че в "Архивът на пещерите" на Британската пещерна асоциация съдържа проучване от периода 2014-2015 г. с данни във формат SRV. SRV файловете са преобразувани в 3D локална координатна система, като се използва GPS референцията и за трите X, Y и Z стойности. След това се генерира нивото на пещерата и пещерата се визуализирала в 3D модел. Тази 3D пещерна карта е разпространена и широко използвана от полевите екипи, включително екипа на British Cave Surveying, екипа на тайландските морски тюлени (Thai Navy Seal) и департамента за предотвратяване на бедствията.

Екипът гмуркачи е много затруднен да работи в тъмната и наводнена пещера без водач, преминавайки няколко пъти напред и назад през пещерата, преди да открие блокираните момчета. С подкрепата на д-р Елис беше открита карта от проучването на пещерата от 1987 г. с напречни сечения. Екипът за картографиране регистрира размерите на отворите на напречното сечение и разстоянието между отделните части.

"С тази карта водолазите успяват ефективно да планират и изпълнят своята мисия", казва Сонгкорн Сянюбибхарт, старши технически консултант в GIS Company Ltd.
Екипът картографи също подкрепи спасителния екип, като изчисли обема на пещерата, за да определи колко кислород остава. Това бе важен принос след като бяха открити момчетата.

Пренасочване на водата

Пещерата Tham Luang е част от карстовата варовикова планинска екосистема. Когато вали в планината, водата се влива в подземната водоносна система и извира като потоци и реки. При силен дъжд в района нивото на водата в пещерата се повишава бързо, което щеше да направи невъзможно спасяването.
Специалистите по подземните води пробиха и изпомпаха водата на главния вход. С помощта на помпата през целия ден и през нощта те осъзнаваха, че не могат да се справят с огромното количество вода, протичаща през планината през дъждовния сезон. Картографиращият екип имаше задачата да създаде модел за отклоняване на потока, за да ограничи водата, която влиза в пещерата. Използвайки Arc Hydro, екипът работеше, притиснат от времето, за да изчисли обема на водния басейн, посоката на водния поток и количеството вода, използвайки SRTM дигитален елевационен модел DEM и нов DEM, създаден от въздушните изображения на Royal Thai.
"Трябваше да изчислим басейна, посоката на водния поток и обема му, използвайки цифров елевационен модел, геоложки подробности и подробности за гъстата горска растителност, за да идентифицираме произхода на значителни потоци вода вътре в пещерата", казва Чайнст Прасербуранакул, старши мениджър на аерокосмическо картографиране и ръководител на екипа на GIS Company, Ltd. и Esri Thailand.
Резултатите от анализа на басейна показват, че отводнителната зона на Ban Pha Hee на юг от пещерата е 4,90 кв. Км, а на север в Бан Pha Mee - 2,69 кв. Км. След като се осъществи модела за натрупване на воден поток, екипът намери две точки на инфилтрация за всяка от тези дренажни зони. Екипът на Thai Navy SEAL потвърди това изчисление, като предаде, че турбулентните потоци влизат в пещерата от север и юг.
Координатите x и y на двете зони бяха изпратени на екипите за проверка. Наземните екипи, съставени от служители на DNP и RID, изследваха произхода на водата и провериха притока и отлива.
DMR зададе на наземните екипи начин за отклоняване на потока от вода. Наземните екипи за първи път построиха контролен язовир в Ban Pha Mee за забавяне на водния поток и използваха много дълъг тръбопровод, за да отклонят прилива на вода към оризищата, вместо в пещерата. До 1 юли това отклонение намали притока от север с повече от 50%, но водните нива в пещерата все още бяха високи.
След това моделът Ban Pha Hee бе проведен, за да отклони водния поток от юг. До 4 юли бяха отклонени до 10 000 кубически метра вода. Бяха открити допълнителни пукнатини и пропадания в пещерата, а нивото на водата вътре бе значително намалено.

Определяне на местоположения за пробиване на пещерата

DMR разгледа възможността за пробиване в пещерата, за да измъкне безопасно екипа. Топографската и геоложката информация бяха използвани за определяне на най-доброто място за пробив.
Пещерата се намира приблизително на 446 метра под варовиковата и шистовата скална планинска повърхност. Над пещерата бе направено напречно сечение от север на юг, за да се оцени разстоянието между повърхността и пещерата.
ArcGIS Pro бе използвана за изчисляване на 3D разстояния от потенциалните точки на пробиване до вътрешността на пещерата, за изчисляване на ъгъла на наклона и азимута. Разстоянието и ъгълът на потенциалните места бяха изпратени на геолозите инженери за проверка на възможността за сондиране във всяка позиция.
Геолозите и експертите по ГИС не само правят полезни карти, но създават и интегрират пространствена информация, за да я представят на екипа на спасителната операция и вземащите решения. Генерират 3D карти, като се използва ArcGIS Pro, за да се помогне на офицерите и наземния екип да идентифицират местоположенията, които представляват интерес за района на пещерата. Когато хидроложките слоеве бяха покрити с 3D карта, тя даде възможност на всички да разберат пространствените връзки на водната система.
"Въпреки че ролите на геолозите и експертите по ГИС, които създадоха тези полезни карти за разрешаването на кризата, не са толкова видни, колкото тези, които работят в самото изваждане на децата, геоложките карти на структурата на пещерата са от решаващо значение за разрешаването на тази криза", коментира д-р Сомсак Ватапаприда, директор на отдела за екологична геология, отдел "Минерални ресурси в Тайланд".
операцията по пробиване бе отменена, след като оперативният екип реши да извади момчетата и техния треньор с гмуркане.


Мониторинг на водните нива и интензивността на валежите

Прогнозата за дъжд показва, че ще падне повече дъжд, от обикновеното. След изграждането на двата отвесни язовира и тръбопроводи за северната и южната част на пещерата, дъждовете и нивото на водата в пещерата непрекъснато се наблюдават.
Данните за интензивността на валежите идват от четири дъждовни станции, инсталирани от Националния електронен и компютърно-технологичен център (NECTEC) на Тайланд. Данните за интензивността на валежите за последната седмица бяха събрани от уебсайта на Тайландската хидро и агроинформатика. Информацията за времето е предоставена от Метеорологичния отдел. Информацията за нивото на водата е предоставена от екипа на DMR и от отдела за борба с кризите.
Нивото на водата в пещерата бе наблюдавано по часове от наземните екипи. DMR, ГИС и Esri Thailand използват ArcGIS, за да моделират разпределението на интензитета на валежите в района на пещерата, като използват IDW-Inverse алгоритми за дистанционно тегло. Този модел, използващ пространствени интерполационни методи за оценка на интензивността на валежите в географския район, показа, че дълбочината на водата значително намалява след 4 юли.

Като резултат, ГИС технологиите помогнаха за събирането и генерирането на топографски и геоложки данни. Благодарение на тях са изтълкувани и извлечени достатъчно данни за пещерата, анализирано е сечението, топографията и хидрологията, за да се определи произхода на водата и да се проектира отклоняването на водния поток, направен е мониторинг на нивото на водата и интензивността на валежите, използвана е 3D визуализация, за да се разберат процесите и са предоставени карти на наземния екип.

"Не само нашите инструменти и технологии са използвани, но и нашият опит, знание, отдаденост, решителност и сърце в тази трудна мисия. В момента, в който всички момчета бяха спасени, беше толкова вълнуващо, невъзможното стана възможно ", споделя Чайнст Прасербуранакул.

"Беше чудесен момент, когато областният управител съобщи, че всички момчета и техният треньор са спасени. Вярвахме, че всички хора по света са щастливи да знаят, че те са били измъкнати и скоро се върнаха при семействата си, казва Сонгкорн Сянюбибхар.

"За мнозина възможността да работиш е страхотна, но за нас възможността да се докоснем до целия свят с работата ни бе изключителна. Спасяването на футболния отбор бе изключителен. Опитът, който натрупахме, даде много познания за бъдещи задачи. Не знаем какво ще се сблъскваме в бъдеще, но ако разполагаме с достатъчно информация, колеги и приятели и приложим необходимите инструменти, вярваме, че ще се справим добре с всичко", коментира д-р Ватапаприда.

График на събитията

 23 юни 2018 г. 12 деца и техният треньор са блокирани в пещера в Тайланд заради придошла вода.

24 - 27 юни 2018 г. Правителствени и частни агенции формират екипа за търсене и спасяване.

27 юни 2018 г.:

Есри Тайланд и компания ГИС решиха да се присъединят към мисията за търсене.

28 юни 2018 г .

За целите на пространствения анализ бяха необходими надеждни топографски данни. Екипът генерира и събира всички необходими данни, като например SRTM DEM, ортофото и т.н. След това произведените карти се раздават на екипите. Картите са изготвени на базата на документите на френските геодезисти "EXPEDITION THAI-MAROS 1986" и "EXPEDITION THAI-MAROS 1987".

29 юни 2018 г .

Силните валежи причиниха повишаване нивото на водата в пещерата. Дренажният басейн, посоката на потока на водата и натрупването на потоци бяха анализирани от актуализирания DEM за определяне на значимите места за отклоняване на водния поток. Пещерите на Тайланд: Том 2: Северен Тайланд от Мартин Елис е преведен и екипът открива карта от проучването на пещери от британски геодезисти през периода 2014-2015 г. Тогава пещерното проучване се обогатява с цифрови данни. Има референтни точки за GPS (X, Y, Z) в данните от проучванията на пещерата от 2014 г. и 2015 г. Водолазите се сблъскват с трудности да преминат през пещерата.

30 юни - 1 юли 2018 г.

Построява се язовир в северната част на пещерата и е изграден 2.4-километров тръбопровод за отклоняване на водния поток. Липсващата подробна карта на пещерата от 1987 г. е изпратена от Мартин Елис. Подробната карта от 1987 г. съдържа напречното сечение на пещерата. Картата е геореферирана. Тази карта бе разпространена на екипа за гмуркане като насока за планиране и работа на търсещата мисия.

2 юли 2018 г.

Десетте деца и един треньор са открити в Nom Sao Hill в пещерата. Нивото на водата се повишава.

3-4 юли 2018 г.

Полевият екип отклонява водата, правейки още един язовир и 1.2 км тръбопровод нагоре по течението в южната част на пещерата. Въз основа на данните от часовите записи на нивото на пещерната вода дълбочината на водата постепенно намалява значително.  Нивото на водата в пещерата и валежите бяха внимателно наблюдавани. Нивата на кислорода в пещерата намаляват значително.

 5-8 юли 2018 г.

Поддържа се опцията за спасяване на децата с пробив на пещерата, като се анализира площта с нисък наклон (<25 градуса) и се изчислява векторното разстояние между избрания район и Nom Sao Hill. Проверява се нивото на водата и интензивността на валежите.

9 юли 2018 г.

Спасени са първите четири деца. Наблюдава се нивото на водата и интензивността на валежите от първия ден на спасителната мисия.

10 юли 2018 г .

 Втората група четири деца са спасени.

 11 юли 2018 г.

 Третата група, включваща 4 деца и техния треньор, са спасени.

Мисията е изпълнена.

Спасител: Дете никога не се е гмуркало така

Един от спасителите от международния екип водолази, които помагат на тайландците в операцията по спасяването на децата от пещерата, Иван Караджич коментира, че

децата са принудени да направят нещо, което никога в историята нито едно дете не е било принудено да направи. „Гмуркат се в изключително опасни условия, няма абсолютно никаква видимост, единствената светлина идва от нашите лампи".

 

 

Треньор будист

Треньорът, който всъщност повежда децата в опасната пещера, е на 25 години. Той в течение на десет години е бил монах и е изучавал будизма. През цялото време, което всички прекарват в пещерата без вода и храна, те медитират. Тренират ума си, така че да постигнат физическо и емоционално равновесие със себе си и да излъжат организма си, че няма нужда от жизненоважните храни.

Децата за поуката

След като бяха спасени и излязоха от болницата, децата дадоха специална пресконференция с предварително проверени от психолози въпроси. Попитани за поуките, едно от тях казва: "Ще бъда по-внимателен и ще живея живота си пълноценно", а друго споделя: "Този опит ме научи да бъда по-търпелив и по-силен".

Памет

53434534534534534

При спасителната операция загина един от водолазите тайландският морски тюлен Саман Кунан.

В манастир

thailand manast

Единайсет от момчетата направиха първи стъпки да бъдат въведени като будистки послушници. Това е жест, с които отдават признание на всички, които взеха участие в тяхното спасяване. Децата живяха в будистки манастир девет дни, колкото бяха затворени в пещерата. Техният треньор Екапол Чантавонг, който е бил послушник в будистки манастир десет години, ще направи следващата стъпка - ще стане монах. Едно от момчетата, 14-годишният Адул Сам-он е християнин, затова не се присъедини към тях. Той помага в църква и там е научил английски, Адул беше момчето, което първо разговаря с британските водолази.

 

https  s3 ap northeast 1.amazonaws.com psh ex ftnikkei 3937bb4 images 3 1 9 4 14644913 1 eng GB AP 18187166803338

Първата снимка на откритите момчета в пещерата.

984391410 2000133120009280111 362870

В пещерата

Прочетена 359 пъти

"Първа отговорност на всеки гражданин е да оспорва властта."

Бенджамин Франклин

Редакцията не носи отговорност за съдържанието на коментарите. Призоваваме ви за толерантност и спазване на добрия тон.


Условия за ползване на коментарите

geomax l

Baner GEOPORTAL

Със съдействието на Камарата на инженерите по геодезия и Асоциацията на геодезическите фирми

 

Връзка с нас

map

Списание ГЕОМЕДИЯ

Всичко за геодезията

София 1303
ул. "Св. Св. Кирил и Методий" 146,
ет. 3, ателие 6; тел: 02/ 831 90 01;
e-mail: geomedia at abv.bg
office at geomedia.bg

Банкова сметка

ЕИК 175378844
Банкова сметка
Уникредит Булбанк, клон Европа
BIC - UNCRBGSF
IBAN - BG74UNCR 7000 1500 6707 03
ISSN - 1313-3365

Абонамент

27 лв. за една година

15 лв. за половин година

Свържете се с нас, ако искате да се абонирате.