Как NASA, Copernicus и Microsoft составили карту разрушений после землетрясений в Венесуэле

Когда земля трясется, часы начинают тикать. Для первых респондентов в городских условиях после землетрясения первые минуты и часы являются решающими для поиска выживших и оценки ущерба.

После двух землетрясений магнитудой 7,2 и 7,5, которые произошли на севере Венесуэлы 24 июня, технология экстренного реагирования высоко над землей сработала до того, как пыль улеглась, чтобы дать официальным лицам на земле информацию, необходимую для спасения жизней. Координация геопространственных данных, объединенная под эгидой системы Организации Объединенных Наций, с участием NASA, программы Европейского Союза Copernicus и лаборатории Microsoft AI for Good, проверила цифровую систему триажа, чтобы помочь оптимизировать критические решения, принимаемые командами спасателей в экстремальных условиях.

Радар среди пыли: ответ Copernicus

На севере Венесуэлы облака пыли над Ла-Гуайрой и частью Каракаса, вызванные обрушением зданий, сделали обычную спутниковую съемку почти бесполезной.

В ответ Европейский Союз немедленно активировал свою механизм экстренного картографирования, используя силу спутников Sentinel-1.

Его технология заключается в Synthetic Aperture Radar (SAR). Вместо того, чтобы делать обычные фотографии, SAR излучает энергетические импульсы, которые отражаются от поверхности Земли и возвращаются к датчику.

Поскольку эти радиоволны проходят через атмосферу без помех от облаков, пыли или темноты ночи, ученые могут получить непрерывный снимок местности.

Сравнивая электромагнитные сигналы, полученные до землетрясения и через несколько часов после него, различные модели машинного обучения автоматически определили вариации текстуры поверхности.

Это позволило обнаружить блокировки дорог, вызванные оползнями, и треснувшие мосты, направляя спасателей к проходимым маршрутам.

Измерение трещин из космоса

На макромасштабе NASA использовала свою технику Radar Interferometry (InSAR), которая имеет точность до миллиметра и сравнивает фазу радарных волн в разное время.

Предварительные данные с миссии NISAR (разработанной в сотрудничестве с Индийской организацией космических исследований, ISRO) подтвердили значительные смещения в коре Земли, зафиксировав горизонтальные движения поверхности до 40 сантиметров.

Имея эти карты деформаций, лаборатория Conflict Ecology в Университете штата Орегон (OSU) обработала показания, чтобы спроецировать влияние на городскую инфраструктуру.

Оценка исследователей показала, что более 58 870 зданий получили серьезные повреждения или полностью обрушились.

Эта вероятностная карта тепла позволила Организации Объединенных Наций и командам экстренного реагирования сосредоточить свои ресурсы на наиболее густонаселенных и уязвимых жилых районах, избегая потери ценного времени на осмотр стабильных зон.

Структурная классификация под брендом Microsoft

В меньшем масштабе лаборатория Microsoft AI for Good сосредоточила свои ресурсы на обработке высокоразрешительных оптических изображений с помощью своей платформы Planetary Computer.

Модели компьютерного зрения, обученные для сегментации изображений, отобразили более 210 квадратных километров центральной прибрежной зоны и столицы Венесуэлы.

Методология была основана на вероятностных моделях. Вместо того, чтобы делать определенные суждения, задача, которая все еще требует инженеров-строителей на месте, ИИ присвоил уровни структурного риска каждому городскому кварталу.

Эта алгоритмическая оценка была крайне важна для поля; согласно официальному отчету о повреждениях от Международной организации по миграции, это сопоставление данных сделало возможным определить, что 31,5% строений в Катия-ла-Мар, одном из наиболее пострадавших городов в штате Ла-Гуайра, получили серьезные повреждения.

Сегодня, когда миссии спасения завершены, эта вероятностная карта служит аналитической основой для инженеров-строителей, чтобы спланировать контролируемые сносы и зоны городского исключения.

Интероперабельность среди хаоса

Одним из наиболее важных уроков этого кризиса является то, что изолированная технология практически бесполезна. Чтобы усилия NASA, ЕС и Microsoft привели к реальным спасениям, объединение информации было крайне важно. Интегрируя эти геопространственные анализы в открытые репозитории ООН, команды первых респондентов смогли работать под единой интерактивной картой.

Эта технологическая координация после землетрясения в Венесуэле демонстрирует, что искусственный интеллект, примененный к наблюдениям Земли, больше не является лабораторным экспериментом; сегодня он является незаменимым оперативным ресурсом.

Совместные усилия не только оптимизировали операции реагирования во время самых темных моментов кризиса, но и установили методологический прецедент для эры городской устойчивости перед лицом изменения климата и геологических рисков.