Časopis 112 ROČNÍK XVIII ČÍSLO 1/2019

V rubrice POŽÁRNÍ OCHRANA analyzujeme zásah u požáru tavicí pece ve slévárně. Dále se dozvíte výstupy z realizovaného výzkumného projektu TÚPO zabývajícího se barevnou úpravou zásahového požárního automobilu. Současně rozebíráme problematiku zvláštních příplatků u HZS ČR. V rubrice INTEGROVANÝ ZÁCHRANNÝ SYSTÉM představíme novou typovou činnost složek IZS při společném zásahu u mimořádné události. Poznatky a zkušenosti z průběhu vývoje a možného použití bezpilotních prostředků u hasičů. V rubrice OCHRANY OBYVATELSTVA A KRIZOVÉHO ŘÍZENÍ vás seznámíme s přístrojem pro dokumentaci a digitalizaci míst požáru. V INFORMACÍCH máme pro vás rozhovor o obecně prospěšné společnosti Popálky. Poděkování za záchranu obdrželi hasiči ve Varnsdorfu, a to od zachráněné dívky při její návštěvě na stanici. V přílohách časopisu najdete výběr veletrhů a výstav pořádaných u nás i v zahraničí a také kalendář hlavních sportovních soutěží pro rok 2019. 

Institut ochrany obyvatelstva (IOO), který sídlí v Lázních Bohdaneč, nově pořízenými nástroji pro dokumentaci a digitalizaci míst zásahu posouvá hranici dokumentace místa požáru během zjišťování příčin vzniku požárů. V průběhu roku 2016 experti ověřovali možnosti využití laserového skenovacího systému pro tyto účely. Od ledna 2017 se 3D laserový skenovací systém používá v reálných podmínkách, kdy jsou výstupy součástí požárně technické expertizy.

VObr. 1 Skener FARO FOCUS X130 [4] IOO je zřízena skupina určená k expertizní činnosti během zjišťování příčiny vzniku požárů. Tato expertizní skupina má celorepublikovou působnost a na místě šetření napomáhá k objasnění příčin vzniku požáru. Tuto pomoc si je možné představit jako podporu při ohledání a dokumentaci místa požáru, odběru vzorků k laboratornímu zkoumání, navrhování verzí příčiny vzniku požáru a laboratorní zkoumání. Následně experti výstupy zpracují do požárně technické expertizy formou odborného vyjádření.

Na toto pracoviště byl na konci roku 2016 za účelem zkvalitnění úkonů při zjišťování příčiny vzniku požárů pořízen 3D laserový skenovací systém. Konkrétně jde o pozemní laserový 3D skener od výrobce FARO, typ FOCUS X130 (obr. 1).

Skenery tohoto typu se běžně používají ve stavebnictví, archeologii, geodezii či dalších průmyslových odvětvích. V současné době se rozšiřuje jejich využití i v oblasti forenzních věd. Prostorové pozemní laserové skenování je nová progresivní metoda v oblasti dokumentačních a digitalizačních metod ohledání místa požáru. Její použití přináší progresivně nejrychlejší, nejkomplexnější a současně velmi detailní způsob obrazové i topografické dokumentace.

V zahraniční literatuře [2] nalezneme možnosti využitelnosti laserového skenovacího systému při ohledání místa události. Dr. John DeHaan popisuje hlavní přínosy této metody [3], kdy tradičními metodami byla ohledání velice náročná z pohledu rychlosti, kvality a kvantity nasbíraných dat. Často se stává, že tradičním způsobem jsou data neucelená a neúplná, přestože je důležité pozici jednotlivých stop zaměřit a kvalitně, uceleně, dokumentovat. Nasazením nové metody 3D skenování již nedochází při dokumentaci ohledání k tak zásadním pochybením a především se můžeme kdykoli na místo výbuchu nebo požáru virtuálně vrátit, doměřit si jakýkoli rozměr či vzdálenost.

Představení metody 3D skenování a její aktuální využití
Skener umožňuje skenovat jakýkoliv objekt – například místnosti, stavby nebo zařízení. Prostorové skenování je geodetická metoda měření prostorových souřadnic. Spočívá v automatickém a přesném zaměřování velkého množství bodů (až 976 000 prostorových bodů za sekundu), které definují prostor v daném souřadnicovém tříosém systému. Těmto bodům se obecně říká mračno bodů podle anglického termínu „point cloud“, kdy je každý bod definován souřadnicemi X, Y, Z.

Obr. 2 Řez stavbou včetně přiloženého měřítka - vidiletlné spektrum [4]
Tento typ skeneru, jako je FOCUS X130, skenuje v přímé viditelnosti vše až do vzdálenosti 130 metrů. Paprsek dopadá na otáčející se kosé zrcadlo, láme se pod úhlem 90°, a to umožňuje skenování prostoru ve vertikálním směru. Snímání v horizontálním směru je zajištěno otáčením skeneru kolem jeho svislé osy. Prostor je snímán 360° horizontálně a 305° vertikálně nebo podle požadavků operátora. Tento typ skeneru je schopen skenovat v obrácené poloze o 180° a digitalizovat tak prostor pod sebou. Díky váze a malým rozměrům je možné pozemní 3D laserový skener používat v rámci těžko přístupných, rozsáhlých a složitějších prostor. Skener je schopen snímat již od 30 centimetrů, tedy teoreticky nejmenší prostor, který je schopen nasnímat je 60 cm3. Skener není rentgen, proto není schopen snímat objekty, stopy, které nejsou v přímé viditelnosti. Například pokud jde o objekty pod stolem, za stromem apod. Z tohoto důvodu se vždy skenuje prostor Obr. 3 Řez stavbou včetně zájmových částí stavby s vyznačením ploch
 - infračervené spektrum [4]Obr. 4 Řez stavbou - pohled shora včetně měření zájmových částí stavby [4]z několika různých stanovišť, které se od sebe liší nejenom pozicí, ale také výškou stanoviště. Je tedy vždy úkolem obsluhy skeneru, aby jeho postavení přizpůsobila tak, aby byl zájmový prostor (objekt) v maximální míře naskenován. V praxi ovládání skeneru nečiní větší problémy. Celý systém je velmi intuitivní, obsluhuje ho pouze jedna osoba a sběr dat nezatěžuje další členy vyšetřovacího týmu. Ovládání je možné zabudovanou voděodolnou dotykovou barevnou obrazovkou na pravé straně skeneru nebo dálkově připojením přes wifi. Tento způsob umožňuje dálkové řízení, nastavování a stahování získaných dat bez přítomnosti operátora přímo u skeneru. K ovládání přes wifi není potřeba speciální program, skener lze například ovládat mobilním telefonem s podporou Flash HTML.

Přesnost sběru dat je přímo závislá na odrazivosti materiálů objektů, které jsou skenovány. Nejhorší přesnost skeneru je definována jako +/- 2 milimetry na vzdálenost 25 metrů při 90% odrazivosti povrchů. 3D skener pracuje na bezkontaktním způsobu měření, kdy při měření nedochází k destrukci kriminalistických ani jiných stop na místě činu, ani k jejich kontaminaci. Vysílaný paprsek vyzařuje monochromatický laserový paprsek o vlnové délce 1 550 nm. 3D data zobrazují standardně pohled ve vzdáleném infračerveném spektru. Další obrovskou výhodou práce v infračervené oblasti je, že skener dokáže neomezeně dokumentovat místa ve špatných nebo žádných světelných podmínkách. Odpadají pak problémy s použitím zábleskových zařízení, špatnou expozicí apod. Skener má v sobě také zabudovaný interní fotoaparát, který je schopen dokumentovat i barevnou informaci z viditelného světelného spektra (obr. 2). Výsledný sken je pak v rozlišení až 70 milionů prostorových bodů (MPix). Další možností, jak získat barevná data z místa události, je sférický fotoaparát iSTAR Fusion od výrobce NCTech. Zařízení bylo zároveň nakoupeno s 3D skenerem a je plně kompatibilní se zařízením FARO FOCUS X130. Tedy je možné naimplementovat kvalitnější barevnou fotografii v HDR kvalitě na přesně získaná 3D data. Skener je osazen další interní senzorovou technikou, jako je sensor GPS, digitální kompas, teploměr, výškoměr, digitální libela a další. Tyto senzory pracují převážně automaticky a v době snímání pomáhají doplňovat 3D data o další potřebné informace.

OObr. 5 Ukázka měření na prostorových datech [4]becně 3D skenování jednoho místa může trvat od jedné minuty až po dvě hodiny v závislosti na nastavení a požadované detailnosti 3D skenu. Lze konstatovat, že pro forenzní účely jedno skenování trvá průměrně osm minut. V době řešení mimořádné události stačí skener vhodně umístit a nastavit méně detailnější skenování a již po jedné minutě je možné data nahrát do notebooku a ihned je zpracovávat. Data budou pouze v „černobílé“ verzi – to znamená, že byla snímána pouze v IR spektru, avšak je možné ihned získat přesně změřené údaje rozměrů jednotlivých objektů, vzájemné vzdálenosti, sklon terénu a podobně. Získaná data se následně zpracovávají ve speciálních programech FARO SCENE a PointCab. Ty umožňují vytvářet virtuální prohlídky nebo tisknout reporty s možností vytvoření topografické dokumentace nejen ve 2D, ale i ve 3D. Jde o vyhotovení 2D plánků s měřítkem, ortogonálních pohledů, 2D řezů (obr. 3) a půdorysný pohled (obr. 4). Díky několika skenům je možné mapování terénu a určení jeho sklonu. Skener je schopný vyhodnotit i sklon ve vertikální ose. Na 3D datech jsou možná neomezená přesná měření (obr. 5).

Jako výstup lze zpracovat virtuál­ní prohlídku v HTML, data lze importovat do běžných CAD a modelačních programů a dále vytvářet videa. Výstup lze zpracovat tak, že ze získaných spojených sférických snímků či 3D skenů je vytvořena virtuální prohlídka do tzv. „virtuálního spisu“, ve kterém se prostřednictvím „hotspotů“ při kliknutí otevře a zobrazí daný snímek, detail, půdorys, odborné vyjádření, odstavec ve spise, pasáž videodokumentace, zvukový či jiný záznam. Veškeré důkazy, fotografie, posudky a protokoly připojené k virtuální prohlídce lze uložit na DVD nebo jiné paměťové medium. Následně ji lze otevřít na jakémkoli počítači bez limitů instalace nebo kvality PC. Prohlídka může být také zaheslována a připojena na interní počítačovou síť intranet. Virtuální prohlídka umožňuje zejména osobám, které se na místě zásahu nevyskytovaly, seznámit se detailně s místem události a odpovídajícím stavem v době pořízení skenu.

Závěr
Metoda prostorového laserového pozemního skenování je vhodnou metodou přesné, detailní a kvalitní dokumentace místa události. Sběr prostorových dat nečiní v praxi větší obtíže, skenování je rychlé a nenáročné na obsluhu přístroje. Sebraná 3D data jsou obrovským zdrojem informací a dále využitelná ve forenzních vědách. K datům je možné se kdykoli vrátit a jinými přístupy verifikovat závěry předchozích analýz.
Získaná data odrážejí pokaždé reál­ný stav v okamžiku skenování. To je možné i při nízkém nebo žádném osvětlení a skenovat je možné i v noci. Získaná data jsou nejen z viditelného světelného spektra, která poskytují dnes běžně používané dokumentační metody (např. fotografie), ale také z infračerveného spektra. Následné zpracování získaných dat je celkově finančně nenáročné, jelikož vše probíhá ve virtuálním prostředí. Mezi negativa této metody patří vyšší finanční jednorázové pořizovací náklady skeneru a nákup specializovaných programů vzhledem k vytváření velkoobjemových dat. Pro kvalitní získání a zpracování dat je nutné, aby skener obsluhovala zaškolená osoba. Následné zpracování získaných dat vyžaduje vysoké nároky na znalosti zpracovatelských a simulačních programů a časovou náročnost zpracování a tvorby analýz. V současné době se 3D skener využívá nejen pro digitalizaci míst zásahu, ale i k dokumentaci a digitalizaci kulturních památek. V tomto případě jde o pilotní projekt digitalizace dokumentace zdolávání požáru a výstupy jsou použity jako podkladové informace pro zpracování karty památky, která slouží jako podpora rozhodovacích procesů velitele zásahu.

Literatura
[1] NEJTKOVÁ, M. – MAREK, Z.: Use laser scen system by Fire and Rescue Services Czech republic. THE SCIENCE FOR POPULATION PROTECTION. Volume 9, issue 1/2017, s. 149–160. ISSN 1803-568X
[2] ICOVE, D. – DeHAAN, J. D. Forensic fire scene reconstruction. 2. vyd. New Jersey: Pearson Prentice Hall, 2009. 527 s. ISBN 978-0-13-222857-2.
[3] ICOVE, D. How laser scanning improves fire and explosion investigations [online]. https://www.firerescue1.com/fire­ products/investigation/articles/1752820-How­ laser­ scanning­ improves­ fire­ and­ explosion­ investigations/
[4] archiv autorky


pplk.Ing. Miroslava NEJTKOVÁ, IOO, foto archiv IOO
 

Print  E-mail  X Corp.   Facebook