وقتی تصاویر ماهواره‌ای تاریک می‌شوند: ابزار تازه‌ای خسارت در ایران و خلیج فارس را نشان می‌دهد

دسترسی به تصاویر و ویدیوهای متن‌باز از جنگ جاری ایران، که اکنون به بخش‌های زیادی از خاورمیانه کشیده شده، همچنان ناپیوسته و پراکنده است. ویدیوها و عکس‌های داخل ایران به‌تدریج در شبکه‌های اجتماعی ظاهر می‌شوند، در حالی که قطع اینترنت در ایران جریان ارتباطات دیجیتال را مختل کرده است.

در جنگ‌های پیشین، تصاویر ماهواره‌ای برای ارائه یک نمای کلی حیاتی از خسارت احتمالی به زیرساخت‌های نظامی و غیرنظامی به کار آمده‌اند؛ به‌ویژه زمانی که خلأهای دیجیتال یا موانع گزارش‌گیری میدانی وجود داشته است. اما تصاویر شرکت‌های تجاری ماهواره‌ای روزبه‌روز محدودتر می‌شوند و همین موضوع حتی کسانی را که به گران‌ترین تصاویر دسترسی دارند، در تاریکی نگه می‌دارد.

Bellingcat اندکی پس از آغاز جنگ غزه در سال ۲۰۲۳ یک ابزار رایگان معرفی کرد که به قلم اولی بالینجر، مدرس دانشگاه کالج لندن و همکار Bellingcat، نوشته شده بود و می‌توانست تعداد ساختمان‌های آسیب‌دیده در یک منطقه را برآورد کند. آن ابزار به پایش و ترسیم مقیاس ویرانی در غزه در جریان عملیات نظامی اسرائیل کمک کرد.

اکنون Bellingcat نسخه‌ای به‌روزشده از همان ابزار متن‌باز را با نام Iran Conflict Damage Proxy Map معرفی می‌کند که بر ویرانی در ایران و منطقه گسترده‌تر خلیج فارس متمرکز است.

این ابزار چگونه کار می‌کند

این ابزار با اجرای یک آزمون آماری روی تصاویر رادار دهانه ترکیبی (SAR) که توسط ماهواره Sentinel-1 ثبت شده‌اند کار می‌کند؛ ماهواره‌ای که بخشی از مأموریت Copernicus است و توسط آژانس فضایی اروپا توسعه داده و اداره می‌شود. SAR پالس‌های مایکروویو را به سطح زمین می‌فرستد و با استفاده از بازتاب آن‌ها، اطلاعات بافتی از آنچه می‌بیند ثبت می‌کند.

داده‌های SAR برای محدوده جغرافیایی این ابزار از الگوریتم تشخیص خسارت Pixel-Wise T-Test (PWTT) عبور داده می‌شوند؛ الگوریتمی که آن هم توسط اولی بالینجر توسعه یافته است. این روش یک دوره مرجع شامل یک سال تصاویر SAR پیش از آغاز جنگ را می‌گیرد و بازه‌ای «عادی» را محاسبه می‌کند که ۹۹٪ مشاهدات در آن قرار می‌گیرند. سپس همین روند را برای یک دوره استنباطی پس از آغاز جنگ تکرار می‌کند و نتیجه را با دوره مرجع می‌سنجد.

ایده اصلی این است که اگر ساختمانی از زمان شروع جنگ آسیب دیده باشد، «پژواک» یا بازپراکندگی آن پیکسل به‌طور پیوسته بیرون از دامنه طبیعی تاریخی خودش قرار می‌گیرد. به این ترتیب پژوهشگران می‌توانند مناطق برجسته‌شده را برای یافتن خسارت احتمالی بیشتر بررسی کنند.

نمودار زیر نشان می‌دهد این فرآیند چگونه برای غزه و چند شهر در سوریه، عراق و اوکراین به کار رفته است. میله‌ها مجموع هفتگی درگیری‌ها در هر محل را نشان می‌دهند که از داده‌های ACLED گرفته شده‌اند. دوره‌های مرجع پیش از جنگ با رنگ آبی و دوره‌های استنباطی یک‌ماهه پس از آغاز هر درگیری با رنگ نارنجی مشخص شده‌اند. ابزار دقیقاً همین دو بازه را با هم مقایسه می‌کند.

تصویر بعدی منطقه‌ای با چند انبار در جنوب‌غرب تهران را نشان می‌دهد. در برخی از ساختمان‌ها در تصاویر اپتیکی Sentinel-2 آثار روشن آسیب دیده می‌شود؛ تصاویری که باید جداگانه و بیرون از این ابزار، از طریق Copernicus Browser بررسی شوند.

کلیک روی نقشه درون ابزار، نموداری از بازپراکندگی تاریخی همان پیکسل ایجاد می‌کند. خط‌چین‌های قرمز محدوده‌ای را نشان می‌دهند که ۹۹٪ مقادیر بازپراکندگی پیش از جنگ در آن قرار می‌گیرند. در این نمونه می‌بینیم که از ۱۴ مارس به بعد، مقادیر بازپراکندگی این انبار پیوسته بیرون از محدوده تاریخی عادی خود قرار می‌گیرند؛ چیزی که می‌تواند نشانه کشف خسارت در آن نقطه باشد.

دو امتیاز مهم این روند آن است که از داده‌های ماهواره‌ای رایگان و کاملاً متن‌باز استفاده می‌کند، نه سرویس‌های تجاری؛ و نیز این‌که از برخی محدودیت‌های کلیدی هوش مصنوعی در این حوزه عبور می‌کند. مهم‌ترین این محدودیت‌ها «بیش‌برازش» است؛ یعنی مدلی که در یک منطقه آموزش دیده، وقتی در یک منطقه ناآشنای دیگر به کار می‌رود نتواند تعمیم پیدا کند. چون در اینجا هر پیکسل فقط با خط پایه تاریخی خودش مقایسه می‌شود، این مشکل رخ نمی‌دهد.

دقت

PWTT پس از دو سال داوری در یک نشریه علمی منتشر شده است. دقت آن با استفاده از یک مجموعه‌داده اصلی شامل بیش از دو میلیون footprint ساختمانی برچسب‌گذاری‌شده توسط سازمان ملل، در ۳۰ شهر از غزه، اوکراین، سودان، سوریه و عراق سنجیده شد. با وجود سادگی و سبک‌بودن، این الگوریتم توانسته به آمار دقت در سطح ساختمان (AUC=0.87 در کل نمونه) برسد؛ سطحی که با روش‌های پیشرفته مبتنی بر یادگیری عمیق و تصاویر با وضوح بالا رقابت می‌کند.

نمودار زیر پیش‌بینی‌های PWTT را در سطح ساختمان با برچسب‌های خسارت سازمان ملل در هوستومل اوکراین مقایسه می‌کند. مثبت‌های واقعی با رنگ قرمز، منفی‌های واقعی با سبز، مثبت‌های کاذب با نارنجی و منفی‌های کاذب با بنفش نمایش داده شده‌اند. این گرافیک هم دقت ابزار را نشان می‌دهد و هم تأکید می‌کند که برای نتیجه‌گیری قطعی، باید هر آنچه ابزار برجسته می‌کند با بررسی‌های تکمیلی راستی‌آزمایی شود.

باید تأکید کرد که صرفِ نمایش احتمال بالای آسیب یا تخریب یک ساختمان یا چند ساختمان در این ابزار، به معنای قطعی بودن آن نیست.

بهترین کار این است که یافته‌ها با هر تصویر دیگری که در دسترس است سنجیده شوند؛ چه عکس‌ها و ویدیوهای متن‌بازی که توسط گروهی مانند Geoconfirmed مکان‌یابی شده‌اند و چه تصاویر Sentinel-2 و همچنین تصاویر تجاری به‌روزتر. در زمان انتشار این گزارش، Sentinel-2 همچنان محدوده موردنظر ابزار را پوشش می‌دهد، اما دیگر شرکت‌های تجاری دسترسی خود را محدود کرده‌اند.

نقطه قوت این ابزار در برجسته‌کردن و محدودکردن محدوده جست‌وجو است تا بتوان برای آن نواحی، تأیید و راستی‌آزمایی بیشتری جست‌وجو کرد.

آزمودن ابزار

با استفاده از Iran Conflict Damage Proxy Map می‌توان برخی از نواحی بزرگ دارای خسارت یا تخریب احتمالی را که از شروع جنگ ایران به وجود آمده شناسایی کرد.

اگر از نمایی دور بر تهران شروع کنیم، چند نقطه با خوشه‌های بزرگ احتمال خسارت بالا دیده می‌شوند. با تطبیق این نقاط با داده‌های نقشه‌های متن‌باز مانند OpenStreetMap و Wikimapia می‌توان مکان‌هایی را یافت که هدف‌های محتملی به نظر می‌رسند، از جمله سایت‌های نظامی.

یکی از نمونه‌های بالقوه، پادگان ولیعصر سپاه در مرکز تهران است که در هفته نخست جنگ هدف قرار گرفت. با رفتن به Copernicus Browser و بررسی همان ناحیه با تصاویر اپتیکی Sentinel-2، نشانه‌های آشکار آسیب در این پادگان دیده می‌شود.

پادگان ولیعصر سپاه در تهران:

یک مجتمع بزرگ دیگر متعلق به سپاه پاسداران انقلاب اسلامی (IRGC) در نزدیکی اصفهان نیز نمونه‌ای از زیرساخت نظامی است که هم در Iran Conflict Damage Proxy Map و هم در تصاویر Sentinel-2 به‌وضوح دیده می‌شود.

پادگان عاشورا سپاه در اصفهان:

پایگاه‌های هوایی نیز از اهداف پرتکرار حملات آمریکا و اسرائیل در ایران بوده‌اند. پایگاه هوایی فتح در نزدیکی کرج، درست بیرون از تهران، در این ابزار نشانه‌هایی از خسارت احتمالی نشان می‌دهد. بررسی Sentinel-2 نیز به چند ساختمان بزرگ آسیب‌دیده در بخش شمالی پایگاه اشاره دارد.

پایگاه هوایی فتح در کرج:

آمریکا اعلام کرده که نابودی «پایه صنعتی دفاعی» ایران نیز یکی از اهدافش است. به همین دلیل، نواحی بزرگی مانند مجتمع تولید موشک خجیر در شرق تهران مکان مناسبی برای جست‌وجو با این ابزار به شمار می‌روند. ابزار خوشه‌های بزرگی از خسارت را در دو سوی شرقی و غربی این مجتمع نشان می‌دهد؛ نزدیک مناطقی که گفته می‌شود در آن‌ها پیشران جامد تولید می‌شود و نیز جاهایی که احتمالاً دیگر اجزای سوخت در آن ساخته می‌شوند.

مجتمع تولید موشک خجیر در بیرون تهران:

کاربرد در منطقه خلیج فارس

این ابزار فقط برای نشان‌دادن نواحی آسیب‌دیده در ایران مفید نیست؛ بلکه برای مشاهده خسارت در بیرون از ایران، به‌ویژه در سایت‌هایی در منطقه که هدف پهپادها و موشک‌های ایران بوده‌اند، نیز کاربرد دارد.

در نمونه زیر در پایگاه هوایی العدید قطر، که مرکز عملیات هوایی مشترک فرماندهی مرکزی آمریکا را در خود جای داده، نشانه‌ای روشن از خسارت روی ساختمانی شبیه انبار در مختصات ۲۵.۱۱۵۶۴۷، ۵۱.۳۳۳۱۲۵ دیده می‌شود. بررسی همان نقطه در تصاویر Sentinel-2 نیز نشان می‌دهد که این انبار احتمالاً آسیب دیده و بخش بزرگی از بام سفید آن سیاه شده است. بنا بر اعلام وزارت دفاع قطر، دست‌کم یک موشک بالستیک ایرانی در اوایل مارس به این پایگاه اصابت کرده است.

پایگاه هوایی العدید در قطر:

سایت‌های غیرنظامی که با پهپاد یا موشک ایرانی هدف قرار گرفته‌اند نیز ممکن است در ابزار دیده شوند، هرچند خسارت باید نسبتاً بزرگ باشد تا شناسایی شود. برای مثال، آسیب به کناره‌های برج‌های بلند ناشی از یک حمله پهپادی لزوماً در این ابزار به‌راحتی دیده نمی‌شود. اما مکان‌هایی مانند پالایشگاه‌ها و مخازن سوخت، از جمله یک مخزن در بندر فجیره در امارات متحده عربی، در آن ظاهر می‌شوند.

مخازن سوخت در بندر فجیره، امارات متحده عربی:

دسترسی به ابزار

باید در نظر داشت که داده‌های Iran Conflict Damage Proxy Map تقریباً هفته‌ای یک یا دو بار، هم‌زمان با جمع‌آوری داده‌های جدید توسط Sentinel-1، به‌روزرسانی می‌شوند. بنابراین این ابزار قرار نیست تصویری از خسارت در زمان واقعی ارائه کند.

با این حال، برای پژوهشگرانی که می‌خواهند سریعاً نمایی کلی از خسارت در ایران و خلیج فارس به دست آورند، به‌ویژه زمانی که اطلاعات متن‌باز دیگری در دسترس نیست، می‌تواند بسیار مفید باشد.

می‌توانید به Iran Conflict Damage Proxy Map از این‌جا دسترسی پیدا کنید. ابزارهای مشابه با همین روش برای سنجش خسارت در اوکراین پس از تهاجم سراسری روسیه و در ترکیه پس از زلزله ۲۰۲۳ از این‌جا در دسترس هستند. نقشه نمایه خسارت غزه نیز در این نشانی قرار دارد.

لوگان ویلیامز از Bellingcat نیز در تهیه این گزارش مشارکت داشته است.

این مقاله در ۷ آوریل ۲۰۲۶ به‌روزرسانی شد تا روشن کند که Sentinel-1 و Sentinel-2 هر دو بخشی از مأموریت Copernicus هستند که توسط آژانس فضایی اروپا توسعه داده و اداره می‌شود.