Während die israelischen Streitkräfte (IDF) weiterhin den Gazastreifen bombardieren, versuchen viele Forscher, die Schäden an den Gebäuden und der Infrastruktur des Territoriums sowie die Vertreibung der lokalen Bevölkerung zu verfolgen und zu quantifizieren.
Ein neues Tool, das ursprünglich zur Schadensschätzung in der Ukraine entwickelt wurde, wurde nun angepasst und auf Gaza angewendet. Das Tool kann die Anzahl beschädigter Gebäude und die Vorkriegsbevölkerung in einem bestimmten Gebiet im Gazastreifen schätzen.
Das Werkzeug wurde bereits verwendet Es wird von einer Reihe von Medien veröffentlicht, ist jedoch für jedermann frei verfügbar und wir haben im Folgenden seine wichtigsten Funktionen beschrieben.
Die farbige Überlagerung auf dieser Karte ist eine Schadens-Proxy-Karte, die die Wahrscheinlichkeit einer signifikanten Veränderung an bestimmten Orten seit dem 10. Oktober 2023 angibt. Benutzer können auf die Schaltfläche „Polygon zeichnen“ klicken, um einen Bereich von Interesse auf der Karte zu zeichnen – zum Beispiel ein bestimmtes Viertel.
Um zu verstehen, wie das Tool funktioniert, werfen wir einen Blick auf die Nachbarschaft von Izbat Beit Hanoun, die schwere Schäden erlitten hat, die auf diesen hochauflösenden Vorher-Nachher-Satellitenbildern vom Planeten sichtbar sind:
Die Wohnblockzeile im Norden des Viertels nahe der Straße wurde abgerissen. Auch Gebiete mit geringerer Bevölkerungsdichte im Zentrum und Nordosten des Viertels wurden schwer beschädigt. Durch Luftangriffe wurden auch mehrere Wohnkomplexe im Südwesten zerstört.
Nachfolgend finden Sie die vom Tool erstellte Schadenswahrscheinlichkeitskarte, die viele dieser Bereiche hervorhebt:
Wenn wir über diesem Viertel ein Kästchen zeichnen, können wir die Anzahl der von der Zerstörung betroffenen Gebäude – und Menschen – grob quantifizieren.
In der Nachbarschaft von Izbat Beit Hanoun schätzt das Tool, dass es 321–425 beschädigte Gebäude (73–97 %) gibt, die oben in den Farben angezeigt werden. Das Tool schätzt außerdem, dass in dem interessierenden Gebiet vor dem Krieg 7.453 Menschen lebten, von denen 4.756 bis 6.304 in Gebieten lebten, die jetzt wahrscheinlich beschädigt werden.
Wie es funktioniert
SAR-Bilder (Synthetic Aperture Radar) wurden in großem Umfang verwendet akademische Studien von Gebäudeschäden und von Gruppen wie NASA nach der Explosion im Hafen von Beirut im Jahr 2020. Die NASA erklärt den Einsatz von SAR zur Erkennung von Gebäudeschäden wie folgt: „SAR-Instrumente senden Mikrowellenimpulse in Richtung Erdoberfläche und achten auf die Reflexionen dieser Wellen. Die Radarwellen können Wolkendecke, Vegetation und die Dunkelheit der Nacht durchdringen, um Veränderungen zu erkennen, die in Bildern mit sichtbarem Licht möglicherweise nicht sichtbar sind. […] Wenn Gebäude beschädigt oder eingestürzt sind, ändern sich Amplitude und Phase der Radarwellenreflexionen in diesen Bereichen und zeigen dem Satelliten an, dass sich etwas am Boden verändert hat.“
Die obige Anwendung erkennt beschädigte Bereiche, indem sie die Änderung der Intensität der Radarwellen misst, die vor und nach dem 10. Oktober 2023 zum Sentinel-1-Satelliten zurückreflektiert werden, angepasst an das Rauschen des Signals in beiden Zeiträumen. Eine ausführlichere Erläuterung des Algorithmus (der für eine Konferenz einem Peer-Review unterzogen wurde) ist verfügbar Hierund eine exemplarische Vorgehensweise (einschließlich Code) für die Explosion in Beirut im Jahr 2020 ist verfügbar Hier.
Sobald wahrscheinlich beschädigte Bereiche identifiziert wurden, wird die Schadenswahrscheinlichkeitskarte mit den Gebäudegrundrissen kombiniert Microsoft. Fußabdrücke, bei denen erhebliche Veränderungen aufgetreten sind, werden als beschädigt eingestuft. Dies ergibt die Anzahl (und den Anteil) der geschätzten beschädigten Gebäude innerhalb eines Gebiets.
Um eine ungefähre Vorstellung von der Anzahl der betroffenen Menschen in einem bestimmten Gebiet zu erhalten, werden Bevölkerungsdaten aus der Quelle entnommen LandScan Programm am Oak Ridge National Laboratory. Die Daten werden auf der Ebene von 90 Metern bereitgestellt. Diese Bevölkerungsschätzungen werden durch die Zusammenführung aktueller Daten zu Gebäudestrukturen, Belegungsraten und Infrastruktur erstellt. Da es sich hierbei um Schätzungen handelt, unterliegen sie einem gewissen Maß an Fehlern. Sie stammen außerdem aus der Zeit vor dem aktuellen Konflikt und sind daher nicht als Zählung tatsächlicher oder potenzieller ziviler Opfer zu interpretieren. Erfahren Sie mehr über LandScan-Daten Hier.
Genauigkeit
Um die Genauigkeit des Schadenserkennungsalgorithmus zu beurteilen, werden Schadenspunkte aus dem UN-Satellitenbüro (UNOSAT) wurden zur Validierung verwendet. Diese werden durch manuelles Durchsuchen hochauflösender Satellitenbilder und Markieren sichtbar beschädigter Gebäude generiert. Unten sehen Sie das gleiche Bild von Izbat Beit Hanoun, mit weiß überlagerten UNOSAT-Schadenspunkten.
In den Bildern oben ist die farbige Überlagerung eine Schadenswahrscheinlichkeitskarte. Dunklere Farben weisen auf eine höhere Wahrscheinlichkeit hin, dass nach dem 10. Oktober 2023 eine signifikante Änderung eingetreten ist.
Die UNOSAT-Schadenspunkte sind unter der Registerkarte „Ebenen“ in der oberen rechten Ecke des Tools verfügbar. Es ist zu beachten, dass UNOSAT die Bewertung am 7. November durchgeführt hat und seitdem Schäden aufgetreten sind.
Mehr zur Genauigkeit des Algorithmus
Die Genauigkeit des Algorithmus (das Verhältnis von korrekten Vorhersagen zu Gesamtvorhersagen) bei der Unterscheidung zwischen beschädigten und unbeschädigten Bereichen beträgt 80,4 %, basierend auf über 25.000 gekennzeichneten Bereichen. „Präzision“ misst den Prozentsatz richtiger Schadensvorhersagen. Auf der Karte sind laut UNOSAT-Daten tatsächlich 70,1 % aller farbigen Flächen beschädigt (die oben gezeigten weißen Punkte). Dies spiegelt die Tatsache wider, dass ein relativ niedriger Schadenswahrscheinlichkeitsschwellenwert verwendet wird, um potenziell beschädigte Bereiche zu erkennen, was jedoch auch zu einigen Fehlalarmen führt.
Bei höheren Wahrscheinlichkeitsschwellen sinkt die Zahl falsch positiver Ergebnisse deutlich; 95,4 % der roten und dunkleren Bereiche sind tatsächlich beschädigt. 98,6 % der violetten Bereiche sind beschädigt und nur 1,4 % sind Fehlalarme.
Geolokalisiertes Filmmaterial
Um eine zusätzliche Quelle für Validierungsdaten zu erhalten, sind geolokalisierte Aufnahmen von Angriffen und Zerstörungen in Gaza unter der Registerkarte „Ebenen“ oben rechts verfügbar und werden als blaue Dreiecke angezeigt.
Diese stammen aus Geobestätigt, ein Community-basiertes Geolokalisierungsnetzwerk. Wenn Sie auf ein geolokalisiertes Ereignis klicken, wird oben rechts ein Panel geöffnet, das eine kurze Beschreibung des Ereignisses, das Datum, einen Link zu den Quellmedien und einen Link zur Geolokalisierung des Ereignisses anzeigt.
Im folgenden Beispiel zeigt ein Klick auf ein geolokalisiertes Ereignis im schwer beschädigten Viertel Tal al-Hawa, dass das Internationale Augenkrankenhaus von Gaza-Stadt offenbar von einem Luftangriff getroffen wurde.
Ein Klick auf „Source Media“ zeigt das folgende Bild der Augenklinik.
Durch Klicken auf „Geolocation“ wird der folgende Tweet angezeigt, der die sichtbaren Merkmale des Gebäudes selbst und angrenzender Gebäude zur Lokalisierung des Bildes nutzt.
Weiter Forschung bestätigt, dass das International Eye Hospital anschließend völlig zerstört wurde.
Es ist zu beachten, dass die Geolokationen von den Erstellern des Tools nicht unabhängig überprüft wurden und automatisch zur Karte hinzugefügt werden, sobald sie verfügbar sind. Dennoch sind diese Geolokationen eine wichtige zusätzliche Quelle für Vorinformationen. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung gab es 541 geolokalisierte Ereignisse im Gazastreifen. Das Tool fügt automatisch neue Geostandorte hinzu, sobald diese verfügbar sind.
Wichtige Vorbehalte
Obwohl dieses Tool uns helfen kann, die verheerenden Auswirkungen der IDF-Angriffe auf Gaza besser zu verstehen, gibt es bei der Verwendung eine Reihe wichtiger Vorbehalte zu beachten.
Erstens erkennt dieses Tool alle wesentlichen Veränderungen, die seit dem 10. Oktober 2023 in Gaza stattgefunden haben. Die überwiegende Mehrheit dieser Veränderungen steht wahrscheinlich im Zusammenhang mit Konfliktschäden, aber nicht alle. Beispielsweise würde das Aufstellen einer großen Anzahl von Zelten auf einem zuvor offenen Feld erkannt werden, da sich dadurch die Amplitude des von diesem Stück Land zum Sentinel-1-Satelliten zurückreflektierten Signals ändern würde.
Zweitens werden aufgrund der Funktionsweise des Algorithmus ältere Schäden sicherer erkannt als neuere Schäden. Während das Tool automatisch aktualisiert wird, sobald neue Bilder verfügbar sind, kann es einige Zeit dauern, bis neuere Schäden sichtbar werden. Andere SAR-basierte Methoden können genaue Schätzungen der beschädigten Gebiete zu einem bestimmten Datum liefern. Der Dezentrale Schadensüberwachungsgruppe arbeitet an solchen Methoden mit dem Ziel, Schadenskarten öffentlich zu verbreiten, die nicht nur zeigen, wo Schäden aufgetreten sind, sondern auch wann.
Schließlich ist die Bewertung der Bevölkerungsexposition kein Maß für tatsächliche oder potenzielle zivile Opfer. Diese Bevölkerungsschätzungen stammen aus der Zeit vor dem jüngsten Konflikt in Gaza und viele Zivilisten sind geflohen. Bei den betroffenen Bevölkerungszahlen handelt es sich um eine grobe Schätzung der Anzahl der Menschen, die zuvor in Gebieten lebten, die jetzt wahrscheinlich beschädigt oder zerstört sind.
Zugriff auf das Tool
Die Gaza Damage Proxy Map verwendet zuvor etablierte und getestete Methoden, um Schätzungen von Schäden an Gebäuden bereitzustellen. Die Daten werden etwa ein- bis zweimal pro Woche aktualisiert, wenn neue Satellitenbilder vom Sentinel-1-Satelliten erfasst werden. Es handelt sich also um einen kumulierten Schaden seit dem 10. Oktober und nicht um einen Echtzeitschaden an Gebäuden.
Obwohl es sich bei den vom Tool bereitgestellten Informationen um Schätzungen handelt, sind sie für Forscher nützlich, um sich schnell einen Überblick über beschädigte Gebiete im Gazastreifen zu verschaffen.
Sie können auf die Gaza Damage Proxy Map zugreifen Hier.
Auf ein ähnliches Tool zur Schadensbewertung in der Ukraine nach der groß angelegten Invasion Russlands und in der Türkei nach dem Erdbeben zwischen der Türkei und Syrien am 6. Februar kann mit derselben Methodik zugegriffen werden Hier.
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