Làm thế nào NASA, Copernicus và Microsoft đã lập bản đồ sự tàn phá sau động đất ở Venezuela

Khi trái đất rung chuyển, đồng hồ bắt đầu tick. Đối với những người đầu tiên ứng phó trong môi trường đô thị sau một trận động đất, những phút và giờ đầu tiên là rất quan trọng để tìm kiếm những người sống sót và đánh giá thiệt hại.

Sau một cặp động đất 7,2 và 7,5 độ xảy ra ở phía bắc Venezuela vào ngày 24 tháng 6, công nghệ khẩn cấp cao trên bầu trời đã hoạt động trước khi bụi lắng xuống để cung cấp cho các quan chức trên mặt đất thông tin họ cần để cứu sống. Một hệ thống dữ liệu không gian địa lý được phối hợp dưới hệ sinh thái của Liên Hợp Quốc, bao gồm NASA, chương trình Copernicus của châu Âu và phòng thí nghiệm AI vì lợi ích tốt của Microsoft, đã đưa một hệ thống phân loại số vào thử nghiệm để giúp tối ưu hóa các quyết định quan trọng được thực hiện bởi các đội cứu hộ trong điều kiện cực đoan.

Radar Trong Bụi: Phản ứng của Copernicus

Trên bờ biển phía bắc của Venezuela, những đám mây bụi trên La Guaira và một phần của Caracas do các tòa nhà sập gây ra đã khiến hình ảnh vệ tinh thông thường gần như vô dụng.

Để phản ứng, Liên minh châu Âu đã kích hoạt ngay cơ chế đánh dấu khẩn cấp, tận dụng sức mạnh của vệ tinh Sentinel-1.

Công nghệ của nó nằm trong Radar khẩu độ tổng hợp (SAR). Thay vì chụp ảnh thông thường, SAR phát ra các xung năng lượng mà bật lại từ bề mặt Trái đất và trở lại cảm biến.

Vì những sóng vô tuyến này đi qua bầu khí quyển mà không bị cản trở bởi đám mây, bụi hoặc bóng tối của đêm, các nhà khoa học có thể thu được một hình ảnh liên tục của địa hình.

Bằng cách so sánh các tín hiệu sóng điện từ thu được trước và sau trận động đất, các mô hình học máy tự động xác định các biến thể về kết cấu mặt đất.

Điều này cho phép phát hiện các chướng ngại vật trên đường cao tốc do lở đất và cầu nứt, hướng dẫn các đội cứu hộ đến các tuyến đường có thể đi qua.

Đoạn Cracks từ Không gian

Trên quy mô vĩ mô, NASA đã triển khai công cụ Radar Interferometry (InSAR), một kỹ thuật chính xác đến milimét so sánh pha của sóng radar tại các thời điểm khác nhau.

Dữ liệu sơ bộ từ nhiệm vụ NISAR (phát triển hợp tác với Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ, ISRO) đã xác nhận sự dịch chuyển nghiêm trọng trong lớp vỏ Trái đất, ghi lại các chuyển động mặt đất ngang lên đến 40 centimet.

Với những bản đồ biến dạng này trong tay, phòng thí nghiệm sinh thái xung đột tại Đại học Oregon (OSU) đã xử lý các đọc để dự đoán tác động lên cơ sở hạ tầng đô thị.

Đánh giá của các nhà nghiên cứu cho thấy rằng khoảng 58.870 tòa nhà đã bị thiệt hại nghiêm trọng hoặc sập hoàn toàn.

Bản đồ nhiệt này cho phép Liên Hợp Quốc và các đội ứng phó khẩn cấp tập trung nguồn lực vào các khu vực dân cư đông đúc và dễ bị tổn thương nhất, tránh mất thời gian quý báu để kiểm tra các khu vực ổn định.

Phân loại Cấu trúc Dưới Biểu ngữ của Microsoft

Trong một phân tích nhỏ hơn, phòng thí nghiệm AI vì lợi ích tốt của Microsoft đã tập trung nguồn lực vào việc xử lý hình ảnh quang học độ phân giải rất cao bằng nền tảng Máy tính Hành tinh của nó.

Các mô hình tầm nhìn máy tính được đào tạo cho phân đoạn hình ảnh đã lập bản đồ hơn 210 kilômét vuông của bờ biển trung tâm và thủ đô Venezuela.

Phương pháp này dựa trên các mô hình xác suất. Thay vì đưa ra các phán quyết quyết định, một nhiệm vụ vẫn đòi hỏi các kỹ sư dân sự trên mặt đất, AI đã chỉ định các mức độ rủi ro cấu trúc cho từng khối thành phố.

Đánh giá thuật toán này rất quan trọng cho lĩnh vực; theo báo cáo thiệt hại chính thức từ Tổ chức Di cư Quốc tế, dữ liệu này đã giúp xác định rằng 31,5% các cấu trúc ở Catia La Mar, một trong những thành phố bị ảnh hưởng nặng nề nhất trong tiểu bang La Guaira, đã bị thiệt hại nghiêm trọng.

Ngày nay, với các nhiệm vụ cứu hộ đã hoàn thành, bản đồ xác suất này phục vụ như cơ sở phân tích cho các kỹ sư dân sự để lập kế hoạch phá hủy có kiểm soát và khu vực loại trừ đô thị.

Tính tương tác trong Bối cảnh Hỗn loạn

Một trong những bài học lớn nhất từ tình huống khẩn cấp này là công nghệ bị cô lập là vô ích. Để những nỗ lực của NASA, EU và Microsoft trở thành cứu hộ thực sự, việc thống nhất thông tin là điều cần thiết. Bằng cách tích hợp các phân tích không gian địa lý vào các kho mở của Liên Hợp Quốc, các đội ứng phó đầu tiên có thể làm việc dưới một bản đồ tương tác duy nhất.

Sự phối hợp công nghệ này sau trận động đất ở Venezuela chứng tỏ rằng trí tuệ nhân tạo được áp dụng cho quan sát Trái đất không còn là một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm; ngày nay, nó là một nguồn lực hoạt động không thể thiếu.

Nỗ lực chung không chỉ tối ưu hóa các hoạt động ứng phó trong những khoảnh khắc đen tối nhất của cuộc khủng hoảng mà còn thiết lập một tiền lệ phương pháp cho thời đại của sự bền vững đô thị trong bối cảnh thay đổi khí hậu và rủi ro địa chất.