中科云图的无人机巡检和传统的无人机巡检有什么不同?

无人机巡查,连续拍摄,三维建模分析发现厂房存在违建行为,上报平台,城管部门随即到达现场拆违;河道上空,无人机巡查,除了可以发现河面漂浮物外,还能通过红外光拍摄分析发现暗涌偷排行为,即时上报,精准锁定污染源及时处理;交通路口,无人机巡查时,对闯红灯等违章行为劝导喊话……克服人力巡查盲点,突破巡查时空制约,这是丹灶镇推进“空天地”一体化智能化治理试点工作后出现的一些实际场景应用。

2月8日,南海区推进全面深化改革加快广东省城乡融合发展改革创新实验区建设大会在仙湖实验室召开。区委书记顾耀辉,区委副书记、区长王勇等领导参加。大会召开前,与会人员参观并了解了丹灶镇“空天地”一体化智能化治理试点工作情况。

区委书记顾耀辉等参观丹灶镇“空天地”一体化智能化治理试点演示

什么是“空天地”一体化智能化治理

所谓“空天地”一体化治理体系,即深度应用“城市大脑”前期已建成的视频共享平台、算力资源、数据库、二维码等基础能力,新增卫星遥感、无人机、物联网等技术,组建天空、低空、地面“三张网”,实现基于卫星遥感的“天上看”,基于无人机和高位视频的“空中拍”,基于地面视频、物联感知设备和二维码的“地上巡”,并通过数据对碰和算法分析,让日常巡查智能化、精细化,让问题发现早、发现全。

无人机是“空天地”一体化智能化治理中重要一环。

现场,佛山中科云图智能科技有限公司总经理潘屹峰介绍了“空天地”一体化智能化治理的技术应用情况:在经过四个阶段的发展后,2021年10月1日,该项目正式在南海丹灶运营,8台无人机智能基站实现包括“一岛两湖十里片区”等重点区域的全镇域覆盖,并构建完成丹灶镇低空无人机智能遥感网,为丹灶镇10个委办部门提供28项服务。

这是全国首个基于低空无人机遥感组网的城市综合治理示范工程,以自主研发的5G无人机智能基站为载体,以易飞云时空大数据平台为核心,集成多型号无人机、多功能传感器和机载AI计算模块,构建空地一体、云边协同的协同组网模式,实现地表资源的高频次、高精度、全自动和立体化监测。

佛山中科云图智能科技有限公司的无人机基站

换言之,就是通过构建无人机低空遥感网,实现全自主远程智能集群调度巡检,视频也会实时回传给中央控制台进行智能分析与决策,实现从数据采集到分析与决策的完整闭环。比如在环保巡查中,无人机在工业园区上空巡查,可实时反馈分析该区域VOC等污染物排放数据,并迅速锁定污染源,通过大数据分析平台,提供决策。

如今,“空天地”一体化智能化治理的技术应用在交通领域对闯红灯等违章行为的巡逻、摩电安全的劝导喊话效果明显,在应急领域,无人机能10分钟内到达起火现场并及时发现新的起火点,为扑救争取宝贵时间,“天上看、空中拍、地上巡、群众呼”的智能巡查监管模式初见成效。

同时,丹灶运营中心为丹灶各大委办部门配备了专业的运营人员,为各部门业务提供数据分析服务,定时、定频推送问题报告。针对突发应急情况,第一时间为各大部门提供应急服务,辅助应急工作,并输出应急报告。

“空天地”一体化智能化治理

经过四十多年的改革发展,丹灶经济社会实现了翻天覆地的变化,但同时也面临社会治理与经济社会发展不协同越来越明显的情况,如执法巡查精确率难以提升等问题。

如何破题?2021年,丹灶镇以改革为契机,积极对接致力于地理空间智能产品研发并提供低空无人机遥感网运营服务及行业解决方案的中科云图,探索利用无人机自动识别智能技术应用于社会治理巡查,开启利用无人机进行低空巡查先行一步的大胆尝试,推动一线人力从“巡查、劝导、责改”向问题“处置”方向倾斜。

工作人员正在演示。 珠江时报廖明璨摄

虽然无人机可全天候低空巡查,但也存在无人机续航短等技术问题,为此,丹灶镇与中科云图公司“5G网联智能无人机系统”创新创业团队签订最高可达2250万元的扶持奖励协议,从鼓励技术研发、扩展应用领域等多方面进行扶持和引导。

去年12月,丹灶建设8台无人机智能基站,组建起低空无人机遥感网,基本全覆盖镇域143.25平方公里,初步构建出“空天地”一体化智能化的“雏形”。

同时,丹灶通过创建“两套机制”,探索搭建联动共治格局。一方面,建立镇级“1+1+N”综合行政执法模式,以一张网(无人机低空遥感组网)、一个数据运营中心(大数据中心和运营中心组成的综合运营服务中心)为支撑,搭建区、镇、村三级协同联动机制,努力突破纵向和横向条块之间的协调壁垒,推动形成统筹有序、信息共享、协同合力的工作局面。另一方面,创建智能化工作系统和工作流程,配套开发智慧城市基层治理问题跟踪管理系统,以5G网联无人机智能数据采集为基础,自动化分析数据并形成问题工单,通过该系统进行交办、跟踪、处理,支撑实际工作运用。

无人机遥感网运营系统检测画面

丹灶镇党委书记陆文勇介绍,探索先行后,“空天地”一体化智能化治理试点已经取得初步成效,初步做到“技巡为主、人核为辅”,“提升效率、降低成本”,“降低风险、树强形象”。“截止目前,无人机已巡飞近4000架次,共采集近1000平方公里的正射影像和三维点云数据、50多平方公里气体监测数据、12万多张照片、1500多段视频,共发现疑似问题线索300多条,涵盖城管、国土、环保、应急等9个领域。”

如今,借助5G、无人机、遥感器等先进科技手段,丹灶初步构建“空天地”一体化智能化感知体系,初步做到“5+2”“白+黑”全覆盖、全天候、无间隙的自动巡检、事件识别、平台实时告警,初步形成巡检发现、数据分析、问题汇总、交办跟踪、认定执行、解决问题的闭环流程,初步达成区、镇、村三级数据互通共享。

丹灶镇党委书记陆文勇在会上介绍丹灶镇“空天地”一体化智能化治理的技术应用情况

当前,南海正实施全域土地综合整治推动城乡融合发展,全面建设现代化活力新南海,持续提高的社会治理现代化水平将为这项工作提供有效助力。

陆文勇表示,丹灶镇将在区委区政府的坚强领导下、在区政数局等相关部门的指导支持下,继续在全面对接区“一网统管”系统、拓展延伸其它领域、支持中科云图公司加快技术攻关、开发手机端APP应用、研发多功能遥感器等方面进行大胆探索,扎实推进“空天地”一体化智能化社会治理实践,积极为南海区全面破解社会治理“小马拉大车”问题、全面提高社会治理现代化水平提供丹灶方案,贡献丹灶力量。

利用“河长通”,各类水务专题数据可通过多时态空间信息集成技术实现整合。受访者供图

试想一下,在不久的将来,足不出户就可以了解到广东这片土地上的情况,可以精确到一米见方的范围。这正是越秀区引进的领军人才、落户广州地理研究所的中国科学院院士周成虎及其团队,正在建设的“广东人口—资源—环境—发展云平台”。

在周成虎院士牵头建设的广东地理科技与文化创新创意产业园中,孵化的企业广州中科云图智能科技有限公司(以下简称“中科云图”),正在小试牛刀,利用其研发的无人机智能控制系统及深度影像处理系统,提供“无人机+地理空间”智能产品及行业应用解决方案。

截至去年12月,中科云图在成立不到半年时间里,凭借团队的科研优势,实现了产业化生产,并签下了400万元的订单。目前,团队的业务和规模都在进一步的拓展中。

上天 为电网巡查装上“天眼”

通过技术的开发,中科云图将“无人机+”地理空间智能产品及行业应用解决方案的应用又拉近了一步。

“在三维建模上点选相应的范围,就可以算出填平某块区域或者挖掘区域所产生的土量。”在通过无人机扫描并完成的某林场高清三维模型上,中科云图总经理潘屹峰用鼠标点选,演示软件的应用操作。

“无论是做智慧城市,还是做国土测绘,这将成为很重要的一部分,通过大数据实现数字化的国土。”潘屹峰表示,该技术的应用将能大大提高国土测绘、规划,以及管理的效率。

除了在测绘方向的探索,目前中科云图的“无人机+”地理空间智能产品已经在电力、水务行业展开了较为深入的研发及应用。

去年7月底,中科云图与广东电网签订了战略合作协议,2017年10月中旬成立了“电力无人智能技术联合实验室”,其打造的“巡线宝”就是在此思路下提供的无人机电网巡视智能化解决方案,将无人机遥感技术应用在电网巡测领域,如同为各种环境的电塔装上了“天眼”。

潘屹峰介绍,巡线宝可以对高压电网、偏远地方的输电线路进行智能化巡视,系统能全自动完成输变配线路的精细化巡视、通道巡视,在降低人力成本的同时,也大大提高了巡视的精度,“巡线宝采集的影像精度,甚至可以看清楚高压线塔上一颗螺帽生锈的情况。”

此外,巡线宝还具有强大的数据处理、分析功能,这可以为解决线网存在的安全隐患问题提供技术支持以及解决方案。例如系统的树障分析软件是基于图像密集点云匹配和立体测图技术,针对输电线路通道导线弧垂建模、树障安全距离分析、交叉跨越距离测量研发的图像分析软件,该软件的系统能够降低树障隐患防范的技术经济门槛,快速发现树障隐患,自动生成树障报告。

潘屹峰表示,合作一年以来,如今“巡线宝”已在广东电网全面推广,可提高约5倍的巡线作业效率,节省30%的人力资源,估计每年可为企业节约成本约2.5亿元。

下水 三维实景数据“绘出”数字流域图“无人机+”地理空间智能产品的另一款产品“河长通”则观察到了当下河涌治理的“痛点”。目前,中科云图正与越秀区合作,利用“河长通”,通过多时态空间信息集成技术整合各类水务专题数据,建设越秀区智慧水务管理系统,搭建水务专题信息平台。

该平台以三维实景数据为基础,可以实现监控视频数据、水质在线监测数据、多遥感数据、人工巡查数据、无人机巡查数据及空中全景数据的三维可视化分析与管理,同时具备扩展性和兼容性,支持后续基础水务信息数据的集成。

“到时候通过一张数字流域图就可以对河长制的业务信息进行监管了,最终实现时空数据分析与辅助决策。”潘屹峰说。

对于河涌以及水环境的治理,中科云图与周成虎院士及其团队还在进行更加深入的探索。今年6月29日,广东省科学院广州地理研究所与麻省理工学院中国未来城市实验室(以下简称“MIT-CFC”)签订了战略合作协议。

根据协议,双方将集合各自科技优势资源,联合开展地理空间智能、城市健康分析等现有技术在行业内的应用和推广,同时促进双方技术在行业应用过程中的国际化进程。

周成虎表示,通过将“MIT-CFC”团队做微生物的科学家和做城市感应的科学家结合,又与广东省科学院进行合作,接下来将探索利用城市污水来检测城市的环境质量、诊断城市人的消费行为。例如,一个居民区的居民吃的油比较多,那么排污污水的有机物就会多,就可以判断小区居民的生活质量。按照此原理,该技术的应用在未来,将可以为城市环境的污水治理提供新的方法体系。

登云 共享思维“让地理信息触手可及”

中科云图虽然专注于“无人机+”地理信息在行业中的应用,但在潘屹峰看来,这并不是只属于专业人士的技术。在互联网的共享思维之下,中科云图打造了“无人机+地理信息+行业应用”的技术共享平台——“易飞云平台”。

“这个平台的目标就是"让地理信息触手可及",降低地理信息的采集、处理和应用门槛。”潘屹峰说。

易飞云平台的无人机智能航测系统可以对用户的地理信息采集任务进行智能的规划。易飞云平台的网页端上,可根据任务区域的地形起伏、影像分辨率、重叠度要求等航摄参数,结合巡检对象、航飞任务特点、飞行能力等作业要求,自动生成适应不同地形、保证安全、满足后期处理要求的二三维一体的最佳飞行方案和航线。

“易飞无人机智能航测系统相当于可以免费在无人机上使用的免费APP,通过APP可以控制飞机自动化作业,然后将自动采集的照片上传到云服务上,就可以创建出720度全景、三维建模等图像。”潘屹峰告诉记者,配合该系统的使用和推广,中科云图还开设了无人机使用的免费培训课程。

未来,易飞云平台还将进一步升级。潘屹峰透露,中科云图正在与华为洽谈合作,计划接入“华为云”,以进一步提高数据处理的算力,让系统的运作更加稳定。

中国科学院院士、地理信息系统与遥感应用专家周成虎:

迎来新变化“GIS(地理信息系统)概念的提出到现在不到60年,今天似乎每个人、每一天都在使用GIS。可能如果不用GIS,我们将寸步难行。”周成虎认为,当下是一个重大的科学与技术革新的时代,地球和世界正变得越来越“小”,有线与无线以及各种通信技术之间的相互融合,构成无所不在的信息基础设施,一个“没有空间距离、没有时间差异”的世界正在形成。

随着大数据时代的到来,GIS迎来了新的变化和发展机遇。“GIS是处理和分析空间数据的信息系统。因此,数据及其分析应用是其关键。”周成虎表示,在一切都可以数据化的世界,在一切数据都可以业务化的时代,以数据为核心驱动力的GIS,需要进入新的思维,进行新的技术创新。

“未来没有一个人需要大一统的GIS,而需要GIS无处不在,也就是需要我们GIS重构架构体系。”周成虎认为开放式、分析型的智能GIS应该是下一代GIS软件架构体系。“要像苹果APP Store一样,建立GIS APP Store。”在周成虎看来,通过对接需求的方式,可以将地理信息产业体系以及地理信息科学研究推向各行各业、各个方面。

“很多时候新兴产业是看不见的,只能通过培育起来才有可能看见。”周成虎认为,中科云图目前的成果也就是让地理信息产业被更好理解和发现机会。

信息时报讯 (记者 成小珍 )不用人力现场“盯梢”,一台装上“天眼”的无人机可代劳对变电站的巡检等。记者4月22日从广州高新区黄花岗科技园获悉,由广州中科云图智能科技有限公司(以下简称中科云图)自主研发的“云巢+5G网联无人机”已分别在广东、湖南等地的变电站完成带电巡检,巡检的效率和安全性得到极大提升。据悉,今年,“云巢+5G网联无人机”产品实现了批量生产。

巡检现场全程可视数据可看

中科云图成立于2017年6月,由中国科学院院士周成虎创办,专注于“无人机+”与地理空间智能产品研发及技术服务,在电网行业无人机自主巡检的全国占有率第一。2019年9月,中科云图引入了广东省科学院的战略投资,并在佛山开设工厂,立志成为国际领先的无人智能系统运营商。

“长期以来,变电站运维是一大难题,”据中科云图总经理潘屹峰介绍,“云巢+5G网联无人机”结合自动驾驶和导航技术,可动态规划无人机巡检航线,从高空、低空和设备间三个维度开展精准智能巡检,不但大幅减轻了运维工作强度,解放了劳动力,更降低了作业的风险,保障了电网安全运行。

2019年11月,周成虎院士团队研发的“云巢+5G网联无人机”在广东韶关实现全国首个220千伏变电站带电巡检;同年12月,在湖南长沙实现全国首次在电网主网500千伏变电站带电巡检;在湖南韶山实现了全国首个110千伏变电站带电巡检,并实现巡检现场全程可视、数据可看、决策可指挥。“传统的人工巡检任务繁重、效率低,细微缺陷难以发现,且存在高空设备巡检‘盲区’。”潘屹峰表示,中科云图将无人机遥感技术应用在电网巡测领域,如同为各种环境的电塔装上了“天眼”,无论是天气还是路况的恶劣都不再成为巡查的障碍,在电脑前就可快速发现线路病况。

无人机装上了“智慧大脑”

2016年,周成虎院士加盟广东省科学院广州地理研究所。这位地理信息与遥感应用的领军人物,带领“地理空间智能与大数据创新创业团队”,围绕地理空间智能与时空大数据技术进行科技创新。无人驾驶飞机简称“无人机”,其应用存在诸多痛点,如操作风险高,续航能力差,作业效率低,数据分析慢等,严重影响了应用效果。为解决以上痛点问题,周成虎院士团队自主研发了无人化空中自动巡检系统产品和解决方案,实现了无人机智能化应用的升级。

潘屹峰认为,中科云图的飞行控制技术、专业图像分析技术是其核心竞争力所在。云巢是一款为无人机智能化应用研发的固定式和移动式机巢,它能够抵抗强风暴雨和高温等恶劣天气,与云服务平台互联互通,实现数据的实时传输和快速处理,大大提高了作业效率。云冠是专为微型无人机研发的机载AI模块,搭载了通用型的SDK框架,支持软硬件运算加速,让无人机具备自主避障、视觉降落、移动目标检测、目标追踪、智能控制等复杂功能。简单来说,云冠为无人机装上了“智慧大脑”,让无人机更聪明、更智能。

“无人机+”有广泛应用前景

航拍、植保、巡检、测绘……如今,无人机已广泛应用于各行各业。潘屹峰说,通过对接需求的方式,可以将地理信息产业体系以及地理信息科学研究推向各行各业、各个方面。前,中科云图的“无人机+”地理空间智能产品已经在电力、水务行业展开了较为深入的研发及应用。

立足于无人机自动驾驶、传感器集成研发、人工智能图像处理等多项核心技术,中科云图深耕无人机+行业应用领域,尤其是在无人机智能控制、激光点云分析处理、遥感影像自动化识别等多项核心关键技术领域取得重要突破,解决了无人机在地理信息行业应用中的技术瓶颈问题。潘屹峰表示,在4G和5G信号覆盖环境下,无人化空中自动巡检系统可以完全覆盖输电线路、变电站、风力电站、光伏电站、高速公路,水库、河道、森林、园区等不同应用场景,在能源设备巡检、环境立体监测、交通空中巡查、工地智能管理等行业有着广泛的应用前景。

近年来,中科云图研发出5G无人机平台、AI前端识别模块、激光雷达传感器、自动化机场等多平台无人机自动驾驶系统,以及点云、影像和电力巡线后处理软件。在人工智能、自动驾驶技术领域与美国麻省理工学院创新团队签订了的战略合作协议,产品及服务已遍布全国16个省及地区。2018年4月,周成虎院士领衔的“地理空间智能与大数据创新创业团队”,荣获“广东省五一劳动奖状”称号;2019年7月,“公共交通时空大数据分析决策关键技术研究与应用”项目荣获2019中国地理信息科技进步奖一等奖。

据悉,疫情暴发后,中科云图积极投身抗疫,与广州地理研究所研发出“广东省疫情防控可视化辅助决策系统”,利用时空大数据为广东“护航”;与中山大学教授周素红课题组合作,利用现代的空间轨迹定位技术,尤其是时空地理信息理论方法与技术,开发了基于个人手机GPS定位的行人轨迹追踪系统,可较好地发现与病患接触的潜在传播者。

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