Группа ученых обратилась к современным технологиям для анализа ситуации в южноафриканском муниципалитете Этеквини. Используя спутниковые данные и алгоритмы искусственного интеллекта, авторы работы смогли составить детальную карту опасных зон. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Scientific Reports.

Поводом для масштабной работы стали разрушительные события апреля 2022 года. Тогда регион столкнулся с мощными паводками и оползнями, которые унесли жизни сотен людей. Более сорока тысяч местных жителей остались без крыши над головой, а общая сумма ущерба инфраструктуре и бизнесу достигла тридцати шести миллиардов рандов. За четыре дня в некоторых районах провинции Квазулу-Натал выпало более трехсот миллиметров осадков. Стихия затронула не только неофициальные поселения с бедными жителями, но и вполне благополучные районы с капитальной застройкой.

Роль человека и рельефа

Авторы проекта задействовали две модели машинного обучения — алгоритм случайного леса и машины опорных векторов. Оба инструмента показали точность выше девяносто восьми процентов. Такой показатель позволил исследователям с высокой уверенностью указать на потенциальные зоны риска.

Анализ показал, что решающую роль играют рельеф, геологические условия, растительный покров и характер землепользования. При этом самая сильная связь обнаружилась между изменением ландшафта человеком и вероятностью схода грунта. Участки с плотной застройкой и сельскохозяйственными угодьями оказались уязвимее дикой природы.

Строительные работы меняют естественный сток воды и создают дополнительную нагрузку на хрупкие склоны. Вырубка растений также уменьшает стабильность почвы. Карты показали, что под ударом в первую очередь находится прибрежная полоса Этеквини, тогда как гористые внутренние районы сталкиваются с меньшей угрозой. Например, в Умдлоти разрушения инфраструктуры заставили специалистов пересмотреть подходы к проектированию и строительству на чувствительных геологических участках. Оказалось, что оползни провоцируются не только сильными дождями и особенностями почвы, но и решениями о том, где и как именно возводить новые объекты.

«Мы хотели лучше понять факторы, которые вызывают оползни в Этеквини, и найти уязвимые места перед лицом будущих катаклизмов», — пояснил старший научный сотрудник Лавен Найду из Обсерватории Йоханнесбургского городского региона.

Перспективы цифрового мониторинга

Обычные методы оценки рисков требуют больших затрат времени и труда специалистов. Соединение спутникового мониторинга с компьютерным анализом позволяет значительно ускорить работу. Такие цифровые инструменты особенно полезны для регионов с ограниченными ресурсами, где классические проверки обходятся слишком дорого.

Климатические изменения увеличивают вероятность затяжных ливней, поэтому муниципалитетам приходится менять подход к городскому планированию. Новое исследование доказывает, что борьба со стихией требует не только ликвидации последствий, но и грамотного контроля за ростом городов, защиты природы и бережного отношения к ландшафту.