Искусственный интеллект для мониторинга вулканов

Более половины активных вулканов мира не имеют инструментального мониторинга, что приводит к внезапным катастрофическим извержениям без предупреждения для населения. Первый шаг к созданию системы раннего оповещения сделан в рамках исследовательского проекта под руководством Себастьяна Валада из Технического университета Берлина (TU Berlin) и GFZ (Немецкого исследовательского центра геонаук) в Потсдаме. Учёные разработали новую платформу мониторинга, которая анализирует спутниковые снимки с помощью искусственного интеллекта (ИИ). Тесты на данных недавних событий показали, что их система Monitoring Unrest from Space (MOUNTS) способна интегрировать различные наборы данных для комплексного наблюдения за вулканами. Результаты опубликованы в журнале Remote Sensing.

Из 1500 активных вулканов мира ежегодно извергаются до 85. Из-за сложности и стоимости наземного мониторинга менее половины из них оснащены датчиками. Спутники могут предоставлять решающие данные, особенно для вулканов, считающихся спящими или потухшими, которые, тем не менее, способны на мощные неожиданные извержения, как это произошло с вулканом Чайтен в Чили в 2008 году после 8000 лет покоя.

«Помимо сейсмичности, все предвестники извержения — деформация грунта, выбросы газа, рост температуры — можно отслеживать из космоса, используя различные длины волн электромагнитного спектра», — говорит руководитель проекта MOUNTS Себастьен Валад. Система использует несколько спутниковых сенсоров и интегрирует сейсмические данные из глобальной сети GEOFON (GFZ) и Геологической службы США (USGS). Важной частью проекта стала интеграция алгоритмов ИИ, в частности искусственных нейронных сетей, для автоматического обнаружения крупных событий деформации поверхности.

«Сейчас наш детектор решает одну задачу, но наше видение — интегрировать несколько инструментов ИИ для разных задач, которые будут непрерывно обучаться на глобальных данных системы», — отмечает разработчик алгоритмов Андреас Лей из TU Berlin. Платформа MOUNTS уже прошла успешные испытания на ряде недавних извержений, таких как извержение Кракатау в Индонезии в 2018 году. Система в реальном времени отслеживает 17 вулканов по всему миру, включая Попокатепетль в Мексике и Этну в Италии, а её веб-сайт находится в свободном доступе.