April 14, 2024

Η καταστροφή φαίνεται από το διάστημα – μέσω ραντάρ

Καθώς στρατιώτες και πολίτες παρέχουν πληροφορίες από τις πρώτες γραμμές και τις πληγείσες περιοχές του πολέμου στην Ουκρανία (δύο χρόνια από τις 24 Φεβρουαρίου 2024) σε σχεδόν πραγματικό χρόνο, μια ενεργή κοινότητα πληροφοριών ανοιχτού κώδικα έχει δημιουργηθεί για να παρακολουθεί τα στρατεύματα. δραστηριότητα, καταστροφή και άλλες πτυχές του πολέμου.

Η τηλεπισκόπηση συμπληρώνει αυτήν την προσέγγιση και προσφέρει ένα ασφαλές μέσο μελέτης δυσπρόσιτων ή επικίνδυνων περιοχών. Για παράδειγμα, οι σεισμολόγοι έχουν τεκμηριώσει το υψηλό ποσοστό βομβαρδισμών και πυρών πυροβολικού γύρω από το Κίεβο κατά τους πρώτους μήνες του πολέμου.

Προηγουμένως, ο Teng Wang, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Πεκίνου στην Κίνα, και εγώ (και οι δύο επιστήμονες της Γης) μελετήσαμε παράνομες πυρηνικές δοκιμές στη Βόρεια Κορέα με δορυφορικά δεδομένα.

Για άλλη μια φορά αξιοποιώντας τις δεξιότητές μας, εμείς, μαζί με τον μεταπτυχιακό φοιτητή Hang Xu, αναλύσαμε την εξέλιξη του πολέμου από το διάστημα. Χρησιμοποιήσαμε αποκλειστικά δεδομένα ανοιχτού κώδικα και ελεύθερα προσβάσιμα για να διασφαλίσουμε ότι όλα τα ευρήματά μας θα μπορούσαν να αναπαραχθούν, διασφαλίζοντας διαφάνεια και ουδετερότητα.

Θέα από ψηλά

Οι δορυφορικοί αισθητήρες καταγράφουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα που ακτινοβολούνται ή ανακλώνται από την επιφάνεια της Γης με μήκη κύματος που κυμαίνονται από εκατοντάδες νανόμετρα έως δεκάδες εκατοστά, επιτρέποντας ημισυνεχή παρακολούθηση σε παγκόσμια κλίμακα, χωρίς πολιτικά όρια ή φυσικά εμπόδια.

Οι οπτικές εικόνες, το αντίστοιχο των φωτογραφιών που λαμβάνονται από το διάστημα, βοηθούν τις κυβερνήσεις, τους ερευνητές και τους δημοσιογράφους να παρακολουθούν τις κινήσεις των στρατευμάτων στην πρώτη γραμμή και την καταστροφή εξοπλισμού και εγκαταστάσεων. Αν και οι οπτικές εικόνες ερμηνεύονται εύκολα, καλύπτονται από σύννεφα και λειτουργούν μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Για να αντιμετωπίσουμε αυτά τα προβλήματα, χρησιμοποιούμε ραντάρ σε δορυφόρους. Τα συστήματα ραντάρ που βασίζονται στο διάστημα εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα μεγάλου μήκους κύματος προς τη Γη και στη συνέχεια καταγράφουν τις ηχώ που επιστρέφουν. Αυτά τα κύματα, περίπου 0,4 έως 4 ίντσες (1 έως 10 εκατοστά), μπορούν να περάσουν μέσα από σύννεφα και καπνό. Η συμβολομετρία ραντάρ έχει ήδη αποδειχθεί ότι είναι ένα ανεκτίμητο εργαλείο για την παρακολούθηση εκτεταμένων ζημιών που προκαλούνται από φυσικές καταστροφές.

Fotografías satelitales como estas imágenes de Δορυφορική εικόνα (γ) 2023 Maxar Technologies μέσω Getty Images“data-src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/mNflvIEAy0eRjp6OX2CIiA–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTk2MDtoPTEyMTE-/https://media.zenfs.com/convers33000000000000/en/usthe a968 3a732088a56c49″/>

Ραντάρ από το διάστημα

Τα δωρεάν, δημόσια διαθέσιμα δεδομένα ραντάρ για μη στρατιωτικές εφαρμογές είναι σπάνια (οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν προγραμματιστεί να εκτοξεύσουν το πρώτο τον Μάρτιο του 2024), αλλά η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία έχει διαθέσει τέτοια δεδομένα από τις αρχές της δεκαετίας του 1990. Μπορείτε να αποκτήσετε δωρεάν πρόσβαση σε δεδομένα από το δορυφορικό ραντάρ Sentinel-1 της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος μέσω του κέντρου δεδομένων της.

Δύο εικόνες ραντάρ που σχηματίζονται στην ίδια περιοχή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση αλλαγών σε δομές και άλλες επιφάνειες. Η συμβολομετρία μετρά τη διαφορά στο χρόνο ταξιδιού μεταξύ δύο σημάτων ραντάρ, η οποία είναι ένα μέτρο της αλλαγής στο σχήμα ή τη θέση των επιφανειών. Ένα άλλο μέτρο της αλλαγής της επιφάνειας είναι η συνοχή των ανακλώμενων σημάτων, δηλαδή ο βαθμός ομοιότητας μεταξύ δύο διαφορετικών εικόνων κατά τη σύγκριση γειτονικών pixel στην ίδια θέση στις δύο εικόνες. Η μεγάλη συνοχή συνεπάγεται μικρή αλλαγή και συνεπώς διατήρηση ενός κτιρίου ή άλλης κατασκευής. Από την άλλη πλευρά, η απώλεια συνοχής στο πλαίσιο ενός πεδίου μάχης συνεπάγεται ζημιά ή καταστροφή ενός κτιρίου ή μιας δομής.

Η χωρική ανάλυση του ραντάρ Sentinel-1 των 20 μέτρων (66 πόδια) σε μια λωρίδα 410 χιλιομέτρων (255 μίλια) σε συνδυασμό με ενημερώσεις 12 ημερών καθιστά τα δεδομένα του ραντάρ ιδανικά για την παρακολούθηση αστικού πολέμου. Προηγούμενη έρευνα χρησιμοποίησε δεδομένα δορυφορικού ραντάρ για την εκτίμηση ζημιών στο Κίεβο και τη Μαριούπολη. Χρησιμοποιήσαμε τα δεδομένα για να αναλύσουμε την εξέλιξη της ζημιάς στις πόλεις με την πάροδο του χρόνου κατά τη διάρκεια αρκετών παρατεταμένων μαχών.

Μέτρο καταστροφής

Εντοπίζουμε περιοχές που έχουν υποστεί σοβαρές ζημιές συγκρίνοντας τη συνοχή των ραντάρ πριν και μετά τον πόλεμο, σε περιοχές που έχουν ταξινομηθεί ως τεχνητές επιφάνειες από το σύνολο δεδομένων WorldCover 2021 της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος. Χρησιμοποιώντας αυτήν την προσέγγιση, αναλύουμε πρώτα τη Μάχη του Μπαχμούτ, μια από τις πιο μακροχρόνιες και αιματηρές του πολέμου, η οποία ξεκίνησε στις 8 Οκτωβρίου 2022 και τελείωσε με μια ρωσική νίκη στις 20 Μαΐου 2023.

Όταν ο Hang Xu έδειξε στον Teng Wang και σε εμένα τα δεδομένα που είχε επεξεργαστεί, ήμασταν έκπληκτοι. Είδαμε ένα σχέδιο σκακιέρας σε όλη την πόλη. Καταλάβαμε γρήγορα τη φρίκη της κατάστασης. Το μόνο που επέζησε μετά από ένα χρόνο μάχης ήταν το οδικό δίκτυο της πόλης. Όλα τα κτίρια είχαν καταρρεύσει πλήρως ή μερικώς λόγω των συνεχών βομβαρδισμών.

Στη συνέχεια ρίχνουμε μια ματιά στις μάχες του Rubizhne, του Sievierodonetsk και του Lysychansk που ξεκίνησαν τον Απρίλιο του 2022 και έληξαν με ρωσική νίκη στις 2 Ιουλίου 2022. Η σχετικά μικρή καταστροφή του Lysychansk εξηγείται από την ταχεία περικύκλωση της πόλης από το νότο. συνεχών μετωπικών επιθέσεων, όπως συνέβη στο Μπαχμούτ. Τα δεδομένα ραντάρ αποκαλύπτουν καταστροφές έξω από τις γραμμές του μετώπου εντός των πόλεων, δείχνοντας την πλήρη έκταση της καταστροφής.

Η καταστροφή στο επίκεντρο

Οι εικόνες τηλεπισκόπησης προσφέρουν ένα μέσο για την ασφαλή παρακολούθηση των επιπτώσεων των ένοπλων συγκρούσεων, ιδιαίτερα καθώς οι πόλεμοι υψηλής έντασης πολλαπλασιάζονται σε αστικά περιβάλλοντα. Τα δορυφορικά όργανα ανοιχτής πρόσβασης συμπληρώνουν άλλες μορφές νοημοσύνης ανοιχτού κώδικα, προσφέροντας ανεμπόδιστη πρόσβαση σε αμερόληπτες πληροφορίες υψηλής ανάλυσης, οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν τους ανθρώπους να κατανοήσουν τον πραγματικό αντίκτυπο του πολέμου στο έδαφος.

Η εικόνα είναι ξεκάθαρη: η αληθινή ιστορία του πολέμου είναι η καταστροφή.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation, έναν ανεξάρτητο, μη κερδοσκοπικό οργανισμό ειδήσεων που σας παρέχει δεδομένα και αναλύσεις για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τον περίπλοκο κόσμο μας.

Το έγραψε: Sylvain Barbot, USC Dornsife College of Γραμμάτων, Τεχνών και Επιστημών.

Διαβάστε περισσότερα:

Ο Sylvain Barbot λαμβάνει χρηματοδότηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *