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एनआईटीके पश्चिमी घाट में भूस्खलन की भविष्यवाणी करने के लिए मशीन लर्निंग का उपयोग करता है

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भारत में रिपोर्ट किए गए भूस्खलनों में से लगभग 60% पश्चिमी घाट के कारण होते हैं, जिनमें से अधिकांश तीव्र और लंबे समय तक बारिश के कारण होते हैं।

भारत में रिपोर्ट किए गए भूस्खलनों में से लगभग 60% पश्चिमी घाट के कारण होते हैं, जिनमें से अधिकांश तीव्र और लंबे समय तक बारिश के कारण होते हैं। फोटो साभार: के. मुरली कुमार

नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी कर्नाटक (एनआईटीके), सुरथकल के शोधकर्ताओं ने एक एकीकृत भूस्खलन पूर्व चेतावनी ढांचा विकसित किया है, जो विशेष रूप से भारत के सबसे भूस्खलन-प्रवण क्षेत्रों में से एक, पश्चिमी घाट के लिए डिज़ाइन किया गया है।

ढलान भेद्यता और भूस्खलन मूल्यांकन (एसवीएएलएसए) नामक प्रणाली, झूठे अलार्म को कम करते हुए विश्वसनीय भूस्खलन चेतावनी प्रदान करने के लिए वर्षा विश्लेषण, मिट्टी के व्यवहार और सतह आंदोलन की वास्तविक समय की निगरानी और मशीन लर्निंग को जोड़ती है।

मौजूदा चेतावनियाँ अक्सर विफल क्यों हो जाती हैं?

भारत में रिपोर्ट किए गए भूस्खलनों में से लगभग 60% पश्चिमी घाट के कारण होते हैं, जिनमें से अधिकांश तीव्र और लंबे समय तक बारिश के कारण होते हैं। जुलाई 2024 के वायनाड भूस्खलन सहित हाल की आपदाओं ने मौजूदा चेतावनी प्रणालियों की सीमाओं और अधिक सटीक, साइट-विशिष्ट अलर्ट की आवश्यकता पर प्रकाश डाला है।

वर्तमान में, भारत में भूस्खलन की चेतावनियाँ काफी हद तक वर्षा सीमा पर आधारित होती हैं, जहाँ वर्षा निश्चित तीव्रता या अवधि सीमा को पार करने पर अलर्ट जारी किया जाता है। ये प्रणालियाँ, उपयोगी होते हुए भी, ढलान के अंदर क्या हो रहा है, इसका हिसाब देने में अक्सर विफल रहती हैं। परिणामस्वरूप, वे बार-बार गलत अलार्म उत्पन्न कर सकते हैं या मध्यम वर्षा के तहत भी मिट्टी की स्थिति खराब होने पर विफलता का संकेत दे सकते हैं।

केवल वर्षा अलर्ट से परे

एसवीएएलएसए ढांचा केवल वर्षा अलर्ट से आगे बढ़कर इस अंतर को संबोधित करता है। यह हाइड्रोलॉजिकल डेटा, मिट्टी की ताकत के व्यवहार और दृश्य सतह विरूपण को एक एकल निर्णय प्रणाली में एकीकृत करता है जो दर्शाता है कि पश्चिमी घाट में ढलान वास्तव में कैसे विफल होते हैं। क्षेत्र में 90% से अधिक भूस्खलन अपक्षयित चट्टान से बनी अवशिष्ट मिट्टी में होते हैं, जहां नमी की मात्रा और मिट्टी के अवशोषण में परिवर्तन ढलान स्थिरता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

SVALSA डिवाइस वर्तमान में पेटेंट आवेदन के अधीन है। यह शोध कपड़ा मंत्रालय के तहत विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी), IMPRINT (इम्पैक्टिंग रिसर्च इनोवेशन एंड टेक्नोलॉजी), और राष्ट्रीय तकनीकी कपड़ा मिशन (एनटीटीएम) के वित्त पोषण समर्थन के साथ, श्रीवल्सा कोलाथयार की देखरेख में वरुण मेनन द्वारा विकसित किया गया था।

तीन चरणीय चेतावनी प्रणाली

सिस्टम एक कॉम्पैक्ट प्रोसेसिंग यूनिट पर पायथन-आधारित एल्गोरिदम के रूप में कार्यान्वित तीन-चरण चेतावनी तंत्र के माध्यम से संचालित होता है।

पहले चरण में, सरकारी रिकॉर्ड और पिछले भूस्खलन से प्राप्त वर्षा डेटा का विश्लेषण के-नियरेस्ट नेबर (केएनएन) नामक मशीन-लर्निंग पद्धति का उपयोग करके किया जाता है। मॉडल वर्तमान वर्षा की तुलना पहले की भूस्खलन-ट्रिगर घटनाओं से करता है और कम जोखिम वाली स्थितियों को फ़िल्टर करता है, अनावश्यक अलर्ट को कम करता है। परीक्षणों से पता चला कि यह विधि अत्यधिक सटीक है।

यदि वर्षा की स्थिति जोखिमपूर्ण लगती है, तो दूसरे चरण में सरलीकृत बिशप विधि के संशोधित संस्करण का उपयोग करके मिट्टी की स्थिरता का आकलन किया जाता है, जो असंतृप्त मिट्टी यांत्रिकी के आधार पर मिट्टी की नमी और सक्शन को ध्यान में रखता है। प्रयोगशाला परीक्षणों ने पुष्टि की है कि जैसे-जैसे मिट्टी अधिक पानी सोखती है, ढलान की स्थिरता कम होती जाती है।

अंतिम चरण पार्टिकल इमेज वेलोसिमेट्री (पीआईवी) का उपयोग करके छवि विश्लेषण के माध्यम से सतह की गति की निगरानी करता है। ज़मीनी हलचल में अचानक वृद्धि को आसन्न भूस्खलन के विश्वसनीय चेतावनी संकेत के रूप में पाया गया, अक्सर दृश्यमान विफलता होने से पहले।

शोधकर्ताओं के अनुसार, तीनों संकेतकों का एक साथ उपयोग करने से चेतावनी प्रणाली कहीं अधिक विश्वसनीय हो जाती है।

एसवीएएलएसए ढांचे में एक तैनाती योग्य, कम-शक्ति निगरानी उपकरण भी शामिल है जो वर्षा सेंसर, मिट्टी की नमी जांच, इमेजिंग इकाइयों और एक कॉम्पैक्ट प्रोसेसर को एकीकृत करता है जो वास्तविक समय अलर्ट उत्पन्न करने और अधिकारियों के साथ दूर से संचार करने में सक्षम है।

इसका उपयोग कहां किया जा सकता है

शोधकर्ताओं का कहना है कि यह ढांचा विशेष रूप से पहाड़ी सड़कों, राजमार्गों, रेलवे कटिंग, खड़ी ढलानों पर स्थित बस्तियों और पश्चिमी घाट के महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के गलियारों के लिए उपयुक्त है। इसे अपनाने से आपदा तैयारियों में सुधार हो सकता है, समय पर निकासी में सहायता मिल सकती है और जीवन और संपत्ति के नुकसान में काफी कमी आ सकती है।



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