„Preludium 13” na innowacyjną identyfikację osuwisk

– Połknęłam bakcyla już przy pracy magisterskiej. Najpierw zajmowałam się identyfikacją skarp osuwiskowych, potem integracją różnego typu danych w celu predykcji osuwisk, jeszcze później – po tym jak dostałam Innowacyjny Doktorat – skupiłam się na integracji danych lotniczego skaningu laserowego i satelitarnej interferometrii radarowej do identyfikacji i monitoringu osuwisk, a teraz przechodzę do identyfikacji osuwisk metodą obiektową – swoją fascynację i pracę nad osuwiskami wyjaśnia Kamila Pawłuszek, doktorantka Wydziału Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji, która zdobyła grant w projekcie „Preludium 13” na badania pod nazwą „Automatyzacja identyfikacji osuwisk z zastosowaniem danych lotniczego skaningu laserowego, klasyfikacji obiektowej i uczenia maszynowego”. 

– Metoda obiektowa, która oferuje podejście zbliżone do ludzkiej percepcji niedawno zrewolucjonizowała dziedzinę teledetekcji, pozwala przetransformować to, co widzi człowiek w bibliotekę matematycznych, logicznych, geometrycznych reguł zrozumiałych dla komputera. W odróżnieniu od klasycznych metod klasyfikacji bazujących na pikselach, OBIA bazuje na segmentach, które tworzą homogeniczne i logiczne pod względem konceptualnym segmenty czy też obiekty. Takie obiekty znacznie lepiej odzwierciedlają elementy świata rzeczywistego niż konfiguracje geometryczne pojedynczych pikseli – tłumaczy Pawłuszek.

– W przypadku osuwisk będzie to polegać na tym, że bierzemy pod uwagę pewne cechy charakterystyczne osuwisk i zależności pomiędzy poszczególnymi jego elementami. Charakterystyczne ślady topograficzne, typowe dla osuwisk znajdują swoje odzwierciedlenie w chmurze punktów skaningu laserowego. Zbudowaną ze współpracy z geologami bibliotekę deskryptorów osuwiskowych wprowadzę do komputera i na podstawie tego zespołu reguł i ich hierarchii oprogramowanie zidentyfikuje na numerycznym modelu terenu ze skaningu laserowego obszary, na których występują osuwiska – dodaje doktorantka. Metodę tę zaczęto stosować z wykorzystaniem satelitarnych zdjęć optycznych, ale podstawowym ograniczeniem do zastosowania w przypadku Polskich warunków jest brak zaniku wegetacji na osuwiskach. W Polsce rzadko kiedy wegetacja na osuwisku zanika całkowicie.

Najwięcej osuwisk występuje u nas w Karpatach, ze względu na ich budowę fliszową – średnio jedno osuwisko przypada na każdy kilometr kwadratowy. W 2010 roku po intensywnych opadach deszczu osuwiska będące zagrożeniem dla budynków wystąpiły w 107 gminach na obszarze Karpat. Uszkodzonych zostało w sumie prawie 2300 budynków, w tym 560 całkowicie zniszczonych. Właśnie po to identyfikuje, monitoruje i prognozuje się osuwiska, żeby nie realizować inwestycji w niebezpiecznych miejscach albo żeby móc się na niebezpieczeństwo przygotować.

W projekcie Kamila Pawłuszek zaplanowała zakup odpowiedniego oprogramowania, dwa wyjazdy konsultacyjne do Włoch i dwie wizyty w Państwowym Instytucie Geologicznym. – Inaczej pracuje się zdalnie, na abstrakcyjnych danych, a inaczej w terenie, dlatego do instytutu pojadę zobaczyć, jak pracują geologowie, poobserwować jak oni identyfikują osuwiska w terenie i spróbować przełożyć tę identyfikację na matematyczne, geometryczne i logiczne zestawy reguł – wyjaśnia. – We Włoszech natomiast, u prof. Tarolli byłam już w ramach Innowacyjnego Doktoratu. W czasie projektu pojadę dwukrotnie skonsultować wyniki swoich badań, żeby mieć pewność, że idę w dobrą stronę. I muszę przyznać, że i zdobycie Innowacyjnego Doktoratu, i grantu „Preludium” dodało mi większej pewności siebie i mnóstwo motywacji do realizacji wielu pomysłów kiełkujących w mojej głowie.

mj