Нерозірвані боєприпаси мають тривалий негативний вплив на економіку, здоров’я, довкілля та процеси відновлення. Використання супутникових зображень із дуже високою роздільною здатністю (VHR) дозволяє виявляти артилерійські воронки, але ручна ідентифікація потребує багато часу та ресурсів. У цьому дослідженні застосовано методи глибокого навчання для автоматичного картографування воронок на сільськогосподарських угіддях східної частини України. Модель виявила понад 22 000 воронок на площі 858 км², що становить 0,14% території, допомагаючи у розмінуванні та оцінці впливу на сільське господарство й довкілля.
Під час війни з Україною, Росія активно застосовувала балістичну та реактивну артилерію, причому значна частина використаних боєприпасів походила зі старих арсеналів. Через це існує підвищена ймовірність, що такі боєприпаси не вибухають при ударі. Згодом ці нерозірвані снаряди опиняються під землею і створюють серйозну загрозу для людей, які можуть випадково з ними зіткнутися. Особливо небезпечними вони є на сільськогосподарських угіддях, де постійно обробляється ґрунт, зокрема оранка, підвищує ризик випадкової активації боєприпасів, що не вибухнули. Це підкреслює важливість успішної ідентифікації потенційно небезпечних боєприпасів.
На супутникових знімках видно велику кількість артилерійських воронок на схід від міста Бахмут у Донецькій області на сході України. Фото зроблено в січні 2023 року. (c) Maxar
Розвиток супутникових знімків з надвисокою роздільною здатністю (VHR) дав змогу ідентифікувати об’єкти з субметровою точністю (близько 30-50 см), що дозволяє значно знизити ризики та скоротити час на їх виявлення порівняно з традиційними методами, такими як польові дослідження. Проте, з огляду на великі території, які потребують дослідження, для оперативної обробки великої кількості супутникових даних необхідно застосовувати автоматизовані моделі виявлення.
У той час як самі по собі нерозірвані боєприпаси дуже важко або неможливо виявити навіть за допомогою супутникових зображень VHR, оскільки окремий боєприпас навряд чи можна побачити, навіть до того, як він буде похований. Використовуючи знання радянської та пострадянської військової доктрини, дослідницька група визначила, що артилерійські воронки можуть бути достатньою проміжною ознакою для нерозірваних боєприпасів. Знаючи, що некерована артилерія часто ведеться чергами з одного місця, команда знала, що артилерія приземлятиметься у конкретній зоні, а це означає, що нерозірвані боєприпаси, якщо вони є, ймовірно, будуть міститися в кратері, залишеному після артилерійського розриву.
Враховуючи, що самі кратери також можуть деградувати з часом, заповнюючись рослинністю та виглядаючи як звичайні частини ландшафту, важливо ідентифікувати ці кратери, коли вони утворюються, щоб потім їх можна було належним чином дослідити. Надання карти розташування кратерів може допомогти пришвидшити та зробити ефективнішим процес перевірки ландшафту на наявність нерозірваних боєприпасів.
Приклади ведення сільськогосподарських робіт на сільськогосподарських полях, уражених артилерією. (c) Максар
Дослідницька група розробила кілька алгоритмів машинного навчання та порівняла їхню ефективність для швидкого аналізу великої кількості супутникових зображень для визначення місцеположення артилерійських воронок. Їх найкраща модель змогла ідентифікувати 22 000 кратерів у вибраній зоні дослідження на сході України.
Попередні дослідження показують, що розміри кратерів можуть коливатися від 10-30 м2 до понад 500 м2. Було відзначено, що модель найкраще працює на кратерах розміром 60 м2 і більше. Кратери такого розміру становили 68% усіх позначених кратерів на місці дослідження, що вказує на те, що ця модель дуже корисна для ідентифікації великих частин артилерійських воронок під час конфлікту.
Приклади еталонних (позначених вручну) і виявлених кратерів моделлю дослідницької групи. У цьому прикладі можна побачити успішність виявлення між кількома варіаціями ґрунтового покриву з правильним виявленням як на голому ґрунті, так і на полях. (c) Максар.
«Ця робота показує, як найсучасніші технології спостереження за Землею з космосу та дистанційного зондування у поєднанні з досягненнями в обробці зображень можуть бути використані для суспільної вигоди, зокрема, ідентифікуючи зони високої ймовірності наявності нерозірваних боєприпасів і потенційно допомагаючи з пріоритезацією та оптимізацією ресурсів», — сказав Сергій Скакун, дослідник NASA Harvest і співавтор статті.
Оригінал дослідження є відкритим для усіх і його можна прочитати повністю тут.
Джерело: NASA Harvest