Ocena zniszczeń w podczerwieni na ogarniętej wojną Ukrainie

Obrazy satelitarne, sztuczna inteligencja i technologie geoprzestrzenne są szeroko wykorzystywane w strefie konfliktu Ukrainy nie tylko w misjach poszukiwawczo-ratowniczych, akcjach pomocowych i odbudowy oraz pierwszej linii komunikacji ratunkowej, ale także do dokładnej oceny zakresu uszkodzeń infrastruktury.

Wszystkie wojny są objawem porażki człowieka jako myślącego zwierzęcia

~Jan Steinbeck

Kiedy amerykański pisarz John Steinbeck odwiedził czarujące miasto Kijów w 1947 roku, wciąż odbudowywał się po zniszczeniach II wojny światowej i został szybko odbudowany, aby dorównać jego majestatycznej wielkości.

Kilkadziesiąt lat później Ukraina stała się areną największego europejskiego konfliktu od czasów wojny światowej, podważając architekturę bezpieczeństwa i hamując kontynent, ożywiając obawy przed kryzysem kubańskim i zagrażając przyszłości bezpieczeństwa energetycznego. i zielone przejście.

Wojna zniszczyła kluczową infrastrukturę, przedsiębiorstwa przemysłowe, drogi i autostrady, mieszkania i gospodarstwa rolne, zamieniając w ruinę duże części największego kraju Europy i jego tętniących życiem miast.

Zbliżała się nieprzewidywalność kierunku, w którym obrała wojna. Ukraina nadal czyni postępy w czterech wschodnich regionach anektowanych przez Rosję, podczas gdy rakiety Kremla uderzają nawet w zachodnią część kraju.

W sytuacji, gdy bombardowana jest niezbędna infrastruktura cywilna, w tym elektrownie, dokładna ocena zniszczeń jest niezbędna w powojennych naprawach, odbudowie i odbudowie.

Według niedawnego oświadczenia autorstwa Prezydent Ukrainy Wołodymyr Zełenski„30% elektrowni na Ukrainie zostało zniszczonych, powodując masowe przerwy w dostawie prądu”
Kraj.”

W wyniku konfliktu ukraińska gospodarka ma skurczyć się w tym roku o 35%, a szacuje się, że do tej pory przesiedlono ponad 14 mln osób, jak wynika z raportu Banku Światowego.

Wojna osłabiła również perspektywy popandemicznego ożywienia gospodarczego dla gospodarek wschodzących i rozwijających się, zaostrzając rekordową inflację oraz poważny kryzys żywnościowy i paliwowy.

Jeśli wierzyć szacunkom Banku Światowego, odbudowa i odbudowa w sektorach socjalnym, produkcyjnym i infrastrukturalnym będą wymagać co najmniej 349 miliardów dolarów, czyli ponad 1,5 razy więcej niż przedwojenna gospodarka Ukrainy w 2021 roku.

„Rosyjska inwazja na Ukrainę spowodowała jeden z największych kryzysów wysiedleń ludzkich i spowodowała ogromne straty w życiu ludzkim i gospodarczym” – powiedział. Anna Birdy, wiceprezes Banku Światowego na Europę i Azję Środkową.

„Ukraina nadal potrzebuje ogromnego wsparcia finansowego, ponieważ wojna niepotrzebnie szaleje, a także projektów odbudowy i odbudowy, które można szybko rozpocząć”.

Przeczytaj także: W jaki sposób dane geoprzestrzenne pomagają w monitorowaniu i eliminacji odpadów z tworzyw sztucznych?

Śledzenie opłat wojennych

Od wybuchu wojny ukraińskiej w lutym 2022 r. Kijowski Instytut Ekonomiczny (KSE), wiodący think-tank i jednostka analityczna KSE, wraz z Kancelarią Prezydenta Ukrainy, Ministerstwem Reintegracji Ziem Czasowo Okupowanych na Ukrainie Ministerstwo Infrastruktury Ukrainy, Ministerstwo Gmin i regiony Ukrainy prowadzą inicjatywę pod nazwą Rosja zapłaci / uszkodzi. in.ua.

Inicjatywa zbiera, ocenia, analizuje i dokumentuje informacje dostarczone przez agencje rządowe, władze lokalne, obywateli i inne osoby o zniszczeniu infrastruktury cywilnej w wyniku inwazji rosyjskiej. Jest to skuteczny projekt danych o otwartym kodzie źródłowym do oceny i śledzenia kosztów wojny.

Według Instytutu KSE szkody w infrastrukturze kraju oszacowano na 114,5 miliarda dolarów, ponieważ bomby zniszczyły budynki, obiekty użyteczności publicznej, elektrownie i sieci drogowe.

„Zbieramy dane w każdy możliwy sposób, a następnie staramy się weryfikować i porównywać te źródła danych. Współpracujemy zarówno z władzami lokalnymi, jak i państwowymi, które otrzymują informacje, czy to z naszych kanałów sprawozdawczych, zaufanych mediów, stowarzyszeń biznesowych, czy indywidualnych świadków. , ” Maxim Nefidov, kierownik projektu Instytutu KSE.

Korzystają z innych narzędzi cyfrowych, które organizują i ułatwiają proces, takich jak ich strona internetowa, Telegram czat bot Oraz bardzo popularne aplikacje Kyiv Digital i Diia, które pierwotnie były używane do uzyskiwania dostępu do usług państwowych.

„Zbieramy również dane z ortopedycznie skorygowanych zdjęć dronów wykonanych na wyzwolonych obszarach. W przypadku stref wojennych i większych społeczności współpracujemy z firmami wyszkolonymi w analizie zdjęć satelitarnych” – dodaje Neviudov.

Dane na ratunek

Aby ocenić szkody i uzyskać dokładne dane dotyczące infrastruktury zniszczonej wojną, Instytut KSE nawiązał współpracę z Tensurflightpolsko-amerykańska firma, która wykorzystuje zdjęcia satelitarne, zdjęcia lotnicze i zdjęcia ulic do automatyzacji kontroli nieruchomości komercyjnych i przetwarzania roszczeń, aby pomóc ubezpieczycielom w ocenie ryzyka i lepszym zrozumieniu ekspozycji portfela.

Od kwietnia 2022 r. Tensorflight bezpłatnie dostarcza do Instytutu KSE obrazy z najnowszych satelitów i ich analizy w celu oceny uszkodzeń infrastruktury w Bucha, Irpin i Mariupol. Łączna populacja tych miast przed inwazją wynosiła około 570 000 i obejmowała obszar około 387 kilometrów kwadratowych.

Partnerstwo to umożliwia Ukrainie dostęp do dodatkowej wiedzy w zakresie obrazowania satelitarnego, lotniczego i ulicznego w celu wyeliminowania niedokładności danych oraz opracowania modeli uczenia maszynowego w celu przyspieszenia przetwarzania obrazu.

Za pomocą zdjęć satelitarnych o wysokiej rozdzielczości w połączeniu z geolokalizacją i sztuczną inteligencją określane są uszkodzenia infrastruktury.

Potrzeba starannej oceny

Do tej pory za pomocą modelu uczenia głębokiego Tensorflight zidentyfikowano i przeanalizowano 61 188 budynków w Mariupolu, 3927 w Irbinie i 2510 w Posha.

Oprócz wspierania Instytutu KSE w śledzeniu kosztów wojny, projekt pomaga także rządowi ukraińskiemu w ocenie potrzeb odbudowy kraju.

Na przykład inteligencja pomoże ustalić, czy priorytetem jest odbudowa elektrowni, czy przygotowanie do nadchodzących miesięcy zimowych, szpitala lub szkoły w oparciu o potrzeby mieszkańców dotkniętych obszarów.

Uszkodzenia infrastruktury od początku wojny wyniosły setki miliardów dolarów i rosną z dnia na dzień. Śledzenie szkód spowodowanych przez rosyjską inwazję jest ogromnym zadaniem, a my bezpłatnie oferujemy naszą wiedzę specjalistyczną, aby wesprzeć Instytut Boursa w Kuwejcie”. Jacob Dregas, dyrektor generalny Tensorflight.

Według Nefyodova, wraz z poprawą dostępu do informacji, projekt stara się zejść na poziom dokładniejszej analizy.

Ministerstwo Rozwoju Społeczności Ukrainy buduje portal Geoportal oparty na GIS, który zapewni wgląd i analizy oparte na danych, co pozwoli na dokładne planowanie działań związanych z odbudową z wykorzystaniem najnowszych koncepcji rozwoju miast i zasady lepszej przebudowy, które zwykle są rozważane poza granice oblężonych społeczności na skraju zagłady.

„Oczekujemy, że przeanalizujemy więcej obrazów infrastruktury Ukrainy, aby zapewnić podejmowanie decyzji opartych na danych podczas procesu odzyskiwania dotkniętych obszarów” – dodał Neviudov.

„Jesteśmy również częścią koalicji RISE.org.ua, której celem jest zaprojektowanie przejrzystych i odpowiedzialnych sposobów zarządzania tymi projektami odzyskiwania po ich rozpoczęciu, a także odpowiedniego nadzoru cywilnego i raportowania społeczności darczyńców”.

Określ dotknięte obszary

Trudno jest dotrzeć do obszarów zniszczonych wojną, a także uzyskać jasny obraz infrastruktury. Planowanie satelity optycznego wymaga spełnienia szeregu warunków: światła dziennego, dobrej pogody, właściwej lokalizacji satelity oraz czasu wolnego w harmonogramie zobrazowań satelitarnych.

„Technologia wykorzystywana do wykrywania uszkodzonych budynków w obszarach niedostępnych dla dronów lub samolotów jest naszym zmodyfikowanym i ulepszonym standardowym produktem do wykrywania uszkodzeń bombardowań” – powiedział. Władysław Surała, kierownik ds. spółek, Tensorflight.

„Opieramy się na obrazach satelitarnych o wysokiej rozdzielczości analizowanych przez specjalnie przeszkolone sieci neuronowe w celu wykrycia uszkodzeń budynków. Obrazy są robione z góry (~0° od osi) i pochylone (30-50° od osi), aby nie ignorować uszkodzonych budynków ich dachy są nadal nienaruszone. W miarę jak zbieramy więcej zdjęć miejskich stref wojennych i mamy więcej przykładów ponownego szkolenia modelu, nasze modele będą się stopniowo poprawiać”.

Surala wyjaśnia, że ​​po dostarczeniu obrazów na ich serwery wstępnie je przetwarzają, aby je wyostrzyć. Jeśli dostępne są dane pomocnicze, takie jak obrysy budynków, jest to krok podczas ich konfigurowania — przesyłają współrzędne obrysów, aby pomóc w wykryciu budynków.

Przeczytaj także: Chmura, 5G będą kluczowymi trendami technologicznymi w 2023 r.: Badanie

Następnie obraz jest ładowany do sieci neuronowych, projektowany i szkolony do wykrywania budynków, a następnie klasyfikowany jako uszkodzony lub nienaruszony.

Następnie modele głębokiego uczenia Tensorflight szacują poziom uszkodzeń budynków. Jest to dalej podzielone na kategorie wskazujące stopień uszkodzenia, np. od całkowitego zniszczenia do nadającego się do naprawy.

Co więcej, silnik może wgrać dane historyczne o uszkodzonym budynku i oszacować koszt odbudowy – to również jest częścią ich standardowego produktu.

„Kolejnym obszarem rozwoju naszego projektu jest obliczanie bardziej złożonych rodzajów szkód i strat – środowiskowych, rozminowywania, utraconych zbiorów, majątku ruchomego i wielu innych.

Bardzo smutnym przykładem jest zniszczenie mienia zmarłych właścicieli. Nefidov dodał, że kolejne etapy naszej pracy będą stopniowo obejmować te obszary.