Точечные паттерны помогают прогнозировать оползни

Исследование деталей стихийного бедствия в Италии в 2009 году помогло ученым из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) разработать статистическую модель для прогнозирования оползней в конкретных районах при заданных сценариях шторма. Существующие модели оценки подверженности оползням используют бинарную структуру «присутствие-отсутствие» и не способны предсказать, сколько именно оползней может произойти на конкретном склоне.

Луиджи Ломбардо и его научный руководитель Рафаэль Хьюзер из KAUST совместно с Томасом Опицем из Национального института сельскохозяйственных исследований (INRA) во Франции разработали статистическую модель, использующую строгий вероятностный аппарат точечных процессов. Эта методология позволяет модели предсказывать не только где, но и сколько оползней может произойти в заданной области в зависимости от климатических обстоятельств.

Команда применила свою модель к данным о катастрофе в Мессине (Италия) в 2009 году, последовавшей за интенсивным штормом. Модель сгенерировала высокоточные карты зоны бедствия. «После двух периодов дождливой погоды шторм вылил 250 миллиметров осадков на небольшую площадь менее чем за восемь часов, — поясняет Ломбардо. — Почвы на крутых склонах уже были насыщены, что привело примерно к 5000 оползней разного размера на площади около 100 квадратных километров».

Ученые использовали спутниковые снимки высокого разрешения, но не имели полных данных о самом триггере — осадках, так как в зоне шторма была лишь одна метеостанция. «Мы поняли, что данные могут "говорить" с нами и помочь реконструировать шторм, — говорит Ломбардо. — Мы знали, где произошли самые сильные и многочисленные оползни, и логично предположить, что эти точки соответствуют областям с максимальным количеством осадков».

«Мы включили в нашу статистическую модель латентный пространственный эффект, чтобы гибко уловить и реконструировать эволюцию шторма, — добавляет Хьюзер. — Этот эффект в сочетании с другими переменными, такими как крутизна склона, тип почвы и растительный покров, обеспечил беспрецедентную точность прогноза». По словам Ломбардо, преимущество подхода в возможности легко моделировать различные латентные пространственные эффекты и предоставлять комплексный набор вероятных сценариев развития оползней по мере эволюции шторма, что может помочь властям в принятии превентивных мер.