Як волонтери оцифровують руйнування міст України з допомогою дронів та супутникових знімків

Українські компанії SmartFarming та «Вкурсі Агро» (більше відома як сервіс «Вкурсі Землі») працюють у сфері оцифрування та аналітики картографічних даних. З початком повномасштабної війни вони запустили проект з оцифрування інфраструктурних втрат деокупованих територій України Rebuild.ua. Команда здійснює обльоти дронами по населених пунктах Київщини та оцифровує втрати кількісно, а KSE Institute потім обчислює їх у грошовому еквіваленті. На виході виходить прозорий та обґрунтований план фінансування відбудови цих територій.

В рамках проекту вже оцифровували невеликі населені пункти з великими та суттєвими втратами (Горенка, Мощун, Пуща-Водиця, Озера, тощо), на сьогодні триває оцифровування втрат в Ірпені та Гостомелі. 

Команда Rebuild.ua розповіла редактору AIN.UA про те, як саме новітні технології допомагають волонтерам оцінити масштаби руйнувань та створити дорожню карту відновлення України.

Хто за пультом

SmartFarming — це інтегратор інноваційних технологій у рослинництві. За свою 9-річну історію компанія оцифрувала понад 5 млн га картографічних матеріалів та провела зйомку більше 500 000 га земель з використанням дронів та авіації.

«Вкурсі Землі» — провайдер open-data-сервісів для перевірки, управління та аналізу земельних ресурсів на платформі великих даних Vkursi, офіційного провайдера доступу до державних реєстрів. Сервіс використовують громади для аудиту землекористування, на сьогодні команда проаналізувала 168 сільських рад у 56 громадах. Експерти компанії є співавторами дослідження щодо земель, які пов’язані з РФ та РБ.

Війна суттєво вплинула на діяльність обох компаній. Окупація та зрив проведення посівної у окремих регіонах країни, проблеми з ТМЦ та паливом, блокування портів для експорту сільськогосподарської продукції та багато інших чинників ускладнили роботу сектору та обмежили фінансові ресурси аграріїв. Водночас із цим, більшість державних реєстрів та ресурсів призупинили або тимчасово обмежили своє функціонування, що вплинуло на доступність відкритих даних.

З 24 лютого команди обох компаній намагалися адаптуватися до нової реальності та шукали спосіб використати знання і навички для відбудови України. Вирішили направити свою експертизу на допомогу державній та місцевій владі і започаткували проект Rebuild.ua, мета якого — проаналізувати кожен населений пункт та оцифрувати кожну будівлю, що зазнала пошкоджень внаслідок війни. Діяльність частини команди переорієнтували на збір даних про руйнування, польові виїзди на деокуповані території, обльоти з БПЛА та оцифрування зібраних знімків. 

«У короткі терміни нам довелося розбиратися в особливостях роботи із забудовою. Щоб мати достатньо експертизи, ми заручилися підтримкою партнерів на важливих етапах реалізації проекту, зокрема у класифікації будівель (допомагає ГО «Урбанина») та оцінці збитків (допомагають КSE Institute та damaged.in.ua). Ми побудували роботу таким чином, щоб збирати повну інформацію про руйнування, обробляти її, готувати аналітику та розробляти зрозумілі наочні звіти про населені пункти, громади, області», – розповіли AIN.UA в команді.

Навіщо оцифровувати руйнування інфраструктури

Бойові дії росії на території України завдають численних збитків та руйнувань майже у всіх регіонах — зруйновано житловий фонд та інфраструктуру, зупинено роботу промислових об’єктів та багатьох локальних бізнесів. Кожен такий випадок має бути зафіксований, а збитки – відшкодовані агресорами. 

Швидкість та ефективність відновлення країни напряму залежить від грамотної оцінки завданих збитків, формування коректного бюджету і покрокового плану відбудови. Ключова ідея Rebuild.ua – оцифрувати, проаналізувати та візуалізувати всі руйнування інфраструктури України внаслідок війни. Ці дані допоможуть прозоро та об’єктивно оцінити збитки, обґрунтувати потребу у розмірах фінансування і спростити процес залучення ресурсів на відновлення.

«У першу чергу, ми це робимо для територіальних громад, які як ніколи потребують підтримки та допомоги у забезпеченні відбудови. Щонайменше, ми привертаємо увагу до руйнувань населених пунктів та збитків, завданих окремим громадам, наступним кроком буде поширення інформації та привернення уваги спеціалізованих фондів, в тому числі – іноземних. Наразі залучаємо партнерів та разом міркуємо, як рухатися далі у цьому напрямку», – розповідають куратори проекту.

Окрім цього, повні та об’єктивні дані про руйнування необхідні також і державним органам, профільним міністерствам. Вони зараз збирають цю інформацію звідусіль, частинками, напрацьовують системність, методології та підходи, формують загальнонаціональні реєстри. Це титанічна робота, що потребує колосальних ресурсів і часу, тож Rebuild.ua намагаються допомогти. У проекту вже є домовленості з Департаментом будівництва та архітектури Київської ОВА, Агенцією регіонального розвитку Сумської області. Також ведеться комунікація з Сумською ОВА.

Як працює RebuildUA

Для оцифрування зруйнованої інфраструктури RebuildUA використовує ортофотоплани, отримані за допомогою зйомки деокупованих територій з БПЛА. Це дає ряд переваг у роботі: зйомку можна проводити на низьких висотах, під різними кутами, з додатковими відеооглядами критичних будівель. 

«Повнота і деталізація вихідних даних грає ключову роль у підрахунку кількості об’єктів та визначенні рівня руйнування, що важливо для подальшої оцінки збитків та формування плану відновлення», — розповіла Оксана Сімонова, керівник проекту RebuildUA.

Для обльотів населених пунктів використовують дрони Mavic 2 Pro та AUTEL Evo Lite+. У перспективі планується також проводити зйомку літаковими платформами.

Щоб дрони літали за чітко визначеним маршрутом і виключно в рамках населених пунктів, команда планує польотні місії – розбиває території на частини та задає траєкторії польоту. В цьому пілотам допомагає програма DroneDeploy, де можна провести попередні налаштування параметрів зйомки. Критичними параметрами є перекриття та висота зйомки.

Висота обльоту у 300-350м забезпечує роздільну здатність фотографії у 5-7 см/піксель. Такої деталізації достатньо для цілей розпізнавання пошкоджень. Після налаштування критичних параметрів, можна також відрегулювати додаткові, наприклад – скористатися функцією зйомки 3D-моделей. Це особливий вид зйомки під певним кутом, що дозволяє побудувати об’ємні об’єкти та карти рельєфу.

Підготувати дрон до польоту, перевірити працездатність та всі налаштування допомагає додаток DJI Go 4. Без нього не вдасться налаштувати та відкалібрувати дрон, особливо при першому запуску. 

Зшивання отриманих знімків здійснюється у програмі AgisoftMetashapeProfessional. Цей процес передбачає оцінку фото, сортування за якістю, видалення зайвих/неякісних знімків, прив’язку, вирівнювання та безпосередньо створення ортофотоплану.

Готові ортофото можуть важити десятки, а інколи і сотні гігабайт, тому при експорті результату доводиться робити вибір: стискати ортофото, жертвуючи якістю, або шукати додаткові ресурси для збереження даних.

На окупованих територіях або в місцях бойових дій зйомка дронами неможлива, тому для таких населених пунктів використовуються супутникові знімки від Maxar, BlackSky та інших провайдерів, отримані із власних джерел, а також у співпраці із проєктом damaged.in.ua.

Якщо порівнювати роздільну здатність зйомки дрона та супутника, то для дрона це 5-7 см/піксель, для платних супутників – 30-90 см/піксель. Є також і безкоштовні супутникові знімки, але їх роздільна здатність починається від 10 м/піксель, що не дозволяє використовувати їх для цілей розпізнавання руйнувань. 

«У більшості випадків дані супутників не дозволяють виявляти незначні пошкодження споруд, тому частина інформації може бути втрачена через технічні обмеження роздільної здатності знімків. Але зараз ми почали співпрацю з партнерами, які займаються тренуванням нейронної мережі для розпізнавання руйнувань, тому маємо сподівання, що в майбутньому з’явиться можливість якісно фіксувати і такі випадки», – пояснює Оксана Симонова. 

Оцифровка отриманих ортофото та супутникових знімків – найтриваліший процес. Для цього волонтери використовують зокрема в геоінформаційну систему QGIS. За основу для оцифрування беруть геопросторові дані OpenStreetMap (OSM), що вже містять певну інформацію про забудову населених пунктів. Основним завданням на цьому етапі є актуалізація карти забудови — оцифрування нових споруд, перевірка коректності наявних даних та внесення додаткової атрибутивної інформації. Для останнього використовують систему класифікації будівель за типами руйнування, призначенням, поверховістю тощо. 

В результаті оцифрування виходить максимально повний реєстр пошкоджених об’єктів з фотопідтвердженням та прив’язкою до координат місцевості, на основі якого розраховують аналітичні показники та розробляють публічні звіти. 

«Завдяки нашим партнерам KSE Institute, ГО «Урбанина» та Центр розвитку інновацій, у звітах з’являється все більше важливих тематичних розділів, зокрема фінансова оцінка завданих збитків, аналіз стану місцевого бізнесу, кількість мешканців, що втратили житло, доступ до закладів освіти чи офісів, тощо», – розповідають в RebuildUA.

Результати та плани

Команда Rebuild.ua розпочала роботу з аналізу руйнувань Київської області – зокрема, підготували звіт про село Мощун на виїзді зі столиці, рівень руйнувань якого перевищив 70%, про найбільш зруйноване село Київщини – Горенку та про найбільш зруйнований район Києва – Пущу-Водицю. До кінця серпня планують проаналізувати більше 50 населених пунктів Київщини.

З липня почнуть також робити аналіз перших громад Сумської області, далі у планах Чернігівська та Житомирська, де також відбувалися масштабні бойові дії. У майбутньому планують розширити географію проекту на інші регіони країни.

«Наші цілі на найближче майбутнє — забезпечити покриття всіх постраждалих регіонів країни цифровими даними про руйнування та створити зручні умови для використання таких даних, в тому числі — для отримання міжнародної фінансової допомоги на відбудову», – кажуть в проекті. 

На сьогодні в Rebuild.ua всього 10 осіб. Проект запускали за власні кошти і зараз продовжують фінансувати його самостійно.

Обсяг роботи колосальний — лише по Київській області пошкоджено більше 200 населених пунктів. До виконання окремих задач долучилося багато волонтерів, але щоб підтримати роботу проекту та масштабувати його — робити більше, швидше та краще — на проект намагаються залучити додаткове фінансування.