Sistemas de información en tiempo real para la gestión táctica de emergencias

Transcripción

1 Sistemas de información en tiempo real para la gestión táctica de emergencias Salvador Bayarri. Director técnico. Esphera Visual Systems Resumen La coordinación de diferentes administraciones, con las correspondientes centrales de operaciones y recursos para la extinción de incendios conlleva la necesidad de sistemas de información que integren información estática y dinámica para generar escenarios comunes con una visión más completa de la emergencia. La incorporación de datos masivos como los proporcionados por los sensores LiDAR y el video georreferenciado en tiempo real captado por medios aéreos y terrestres suponen un desafío a las tecnologías de integración actuales, cuyas limitaciones intenta suplir la plataforma Esphera. 1. Situación actual Los sistemas de adquisición, distribución y coordinación de información en tiempo real están adquiriendo progresivamente más importancia debido a la concurrencia de varias necesidades: Compartir entre las diferentes centrales de operaciones de las administraciones competentes la información disponible sobre los siniestros, el estado actual de las infraestructuras y el entorno, y la localización y disponibilidad de los medios para la respuesta. Coordinar entre los mencionados centros y administraciones la toma de decisiones optimizando los recursos disponibles para conseguir la máxima efectividad y la reducción de riesgos, tanto en la planificación como en el seguimiento de las actuaciones. Mantener desde cada central de operaciones una comunicación fluida con los medios movilizados, transmitiendo información actualizada tanto desde las salas de operaciones a los efectivos, como desde los equipos móviles aéreos y sobre el terreno hacia los centros de gestión. Una parte esencial de esta infraestructura de información la constituyen las plataformas software de información, típicamente construidas como visores cartográficos en vista de mapa o en 3D a partir de plataformas SIG (Sistemas de Información Geográfica). Un ejemplo de estos sistemas sería el visualizador de la central del ADCIF construido sobre Google Earth. Estos visores suelen integrar información estática, que puede presentar problemas de actualización respecto a la situación real: Cartografía georreferenciada (mapas topográficos, vías de comunicación, puntos de agua, líneas de transmisión eléctrica ) Ortofotografía aérea 1

2 Por otra parte pueden integrar también información más actualizada, pero que resulta difícil de obtener con la frecuencia y detalle deseado: Imágenes fijas georreferenciadas tomadas por aviones de comunicaciones y observación (ACO) Detección de puntos calientes desde sensores satelitales (p.ej. los de NASA) Información meteorológica procedente de servicios externos o aplicaciones propias En un tercer nivel de actualización se encuentra la información en tiempo real, que se recibe y representa de forma inmediata, incluyendo la localización de equipos móviles por GPRS o satélite, tanto de medios aéreos como de vehículos y equipos sobre el terreno. A pesar de los avances realizados en la implantación de estos sistemas, existen requerimientos no cumplidos actualmente que serían importantes para completar la visión integrada de la emergencia, tanto en sus aspectos físicos como operativos, y para compartir este escenario entre los técnicos, tanto en las oficinas de gestión como de los equipos de actuación, salvando las diferencias entre ambos en lo que respecta al conocimiento y percepción de la emergencia. Podemos resumir estos requerimientos adicionales como: Integración de las bases de datos actualizadas con la descripción de los medios presentes en el siniestro y los datos recogidos del mismo. Seguimiento gráfico y numérico de móviles aéreos y terrestres con una cadencia de refresco adecuada, incluyendo información que permita integrarlos en un entorno 3D. Integración de las tomas de video en tiempo real desde los ACO y helicópteros. Integración de tomas de video realizadas desde los equipos terrestres. Generación de vistas subjetivas desde el terreno para los técnicos en las centrales, y por otro lado, utilización de realidad aumentada para los operativos en el terreno. 2. Nuevas tecnologías de sensorización: LiDAR y video En general podemos hablar de dos tipos de sensores cuya información no está incorporada en los sistemas actuales de gestión de emergencias. Por un lado tenemos los sensores basados en escáneres láser de diferente potencia, aerotransportados o sobre vehículos terrestres, recogidos para el nombre genérico de LiDAR. Estos sensores proporcionan una nube de puntos georreferenciados en 3D junto con atributos relativos a cada punto, como el espectro de reflexión que da información sobre el tipo de material detectado. Además, los sensores LiDAR pueden atravesar parcialmente la cobertura vegetal para dar información sobre su estructura y posición respecto a la superficie del terreno. El uso actual de la tecnología LiDAR complementa a las técnicas basadas en imagen para el levantamiento de la topografía del terreno y la evaluación de la masa forestal y la cobertura vegetal en general (ver Figura 1), incluyendo la caracterización de volúmenes y especies, lo cual es información esencial en la evaluación del riesgo de incendios y el modelado de su evolución. Sin embargo, los sistemas actuales no permiten visualizar de forma interactiva el gran volumen de información recogida por el LiDAR y que constituiría un complemento de gran valor añadido a las imágenes y video de los ACO, permitiendo integrar al resto de los datos disponibles una visión muy detallada del terreno, construcciones y sobre todo el estado de la vegetación. 2

3 Figura 1: Captura de todos los elementos del entorno mediante LiDAR aéreo Además, la tecnología LiDAR ha evolucionado para captar datos sobre la naturaleza de los elementos detectados, incluyendo partículas en suspensión en el aire o el agua. Así, los LiDAR de alta resolución espectral (HSRL 1 ) se pueden utilizar para realizar un mapa tridimensional de los aerosoles producidos durante un incendio, caracterizando su densidad y composición (ver Figura 2). Figura 2: Uso de LiDAR HSRL para caracterizar aerosoles emitidos por un incendio (Fuente: NASA) La segunda tecnología de sensorización cuyo uso está extendiéndose, pero que todavía no está integrada en los sistemas actuales de seguimiento, y por tanto no se están aprovechando sus potencialidades para la extinción de incendios, es la del video georreferenciado en tiempo real. Al igual que el LiDAR, las fuentes de video pueden ser aerotransportadas (en vehículos aéreos convencionales y en vehículos no tripulados o UAVs) o terrestres (un dispositivo móvil como un Smartphone puede ser una fuente de este tipo). La característica principal de estas fuentes de video es que además de imágenes actualizadas de la escena, proporcionan también la localización y orientación de la cámara, y por tanto, son susceptibles de ser proyectadas sobre el escenario trimensional, permitiendo su georreferenciación y rectificación instantánea. Sin embargo, para que sea posible esta integración se requiere un sistema de información construido sobre una plataforma de visualización que permita el manejo de cantidades masivas de datos en tiempo real dentro de un entorno georeferenciado. 1 Ver, por ejemplo, y 3

4 Figura 3: Cámaras capaces de generar video georreferenciado desde medios aéreos 3. Tecnologías para la integración de información: la plataforma Esphera La plataforma de visualización y análisis en tiempo real Esphera fue diseñada y desarrollada 2 con el objetivo de permitir la integración de información sin limitaciones de tamaño (datos masivos como los generados por LiDAR) o velocidad (video y móviles en tiempo real), además de aceptar información de plataformas convencionales como datos SIG y modelos tridimensionales importados de sistemas CAD, junto con imágenes panorámicas (tipo Google Street View) y en general cualquier tipo de información que pueda ser georreferenciada (ver Figuras 4 y 5). Toda esta información puede visualizarse, consultarse y manipularse en tres dimensiones en un entorno de fácil manejo. Figura 4: Esphera como plataforma para la integración de información de diferentes fuentes La plataforma Esphera tiene una estructura modular que permite crear con facilidad extensiones y aplicaciones a medida integradas en el entorno de un centro de mando y control, conectándose a sistemas de comunicaciones, simulación y análisis. 2 La plataforma fue diseñada e implementada inicialmente por Andes Consulting, empresa liderada por Donald Burns, el desarrollador de la tecnología de Google Earth, y posteriormente por la empresa española Mirage Technologies, especializada en visualización 3D y SIG. 4

5 Figura 5: Integración en Esphera de información CAD, SIG, LiDAR e imágenes panorámicas 4. Experiencia de integración: Cos de Bombers de la Generalitat Con motivo de la renovación tecnológica de la sala de control del Cos de Bombers de la Generalitat y de la instalación de cámaras de video georreferenciadas en sus helicópteros, se presentó la oportunidad de comprobar el uso de la tecnología Esphera para la integración de los diferentes tipos de información en tiempo real, en particular del seguimiento de los equipos móviles de Bombers (ver Figura 6) y la visualización mediante geoproyección 3D de los videos enviados desde los helicópteros (ver Figura 7) sobre la cartografía base proporcionada por la Generalitat. La integración de la localización de los equipos móviles se realizó mediante la conexión a la base de datos Oracle de Bombers, donde las posiciones se actualizan en tiempo real. Se dotó a Esphera de un diálogo para poder consultar fácilmente la posición y propiedades de cada uno de estos equipos en cualquier momento. Figura 6: Integración de equipos móviles en todo el territorio gestionado por la Generalitat 5

6 Respecto al video, se utilizó la capacidad de Esphera para conectarse simultáneamente con varias fuentes de video por IP (streaming por red), utilizando el servidor RTSP 3 instalado en la sala de Bombers que distribuye bajo demanda los videos enviados por los helicópteros. Para permitir un fácil manejo se creó una extensión de Esphera con un diálogo en el que se puede: Conectar hasta cuatro fuentes simultáneas de video que se visualizan en el escenario 3D, proyectadas en la posición y orientación correspondiente sobre el terreno (ver Figura 7) según los datos de geoposicionamiento proporcionados por las cámaras Cineflex 4 de los helicópteros Seguir el movimiento de cualquiera de las fuentes de video de forma automática (desde arriba o desde la posición de la cámara) Pausar los videos y cambiar su transparencia para compararlos con la información de la fotografía aérea o cartografía base Figura 7: Integración de múltiples videos simultáneos en tiempo real geoproyectados sobre el terreno 3 Real Time Streaming Protocol. Ver, por ejemplo, 4 Cineflex es un producto de General Dynamics Imaging (ver 6