उपग्रहाने घेतलेल्या चित्रांचे विश्लेषण करण्याची नवीन पद्धत आपत्ती मध्ये बचाव व मदत कार्य सोपे करणार

२००४ साली हिंद महासागरात आलेल्या भयानक त्सुनामीमुळे १४ देशातील जवळजवळ २ लाख लोकांचा मृत्यू झाला आणि १७ लाख लोक बेघर झाले. त्सुनामी नंतर सुरू झालेल्या बचाव आणि मदत कार्यात उपग्रहांनी घेतलेल्या अगदी दूर दूर असलेल्या प्रभावित क्षेत्रांच्या छायाचित्रांचा खूप उपयोग झाला. मात्र प्रभावित क्षेत्रात सगळ्यात जवळचे रुग्णालय किंवा सुरक्षित इमारत शोधण्याची वेळ आली तर छायाचित्रांचे विश्लेषण करून ही माहिती काढायला खूप वेळ आणि श्रम लागतात आणि बचाव कार्याला तेवढा अधिक वेळ लागतो. भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई येथील संशोधकांनी एका अभ्यासात बोली भाषेतले सोपे शब्द  वापरुन उपग्रहाच्या छायाचित्रांच्या संग्रहातून योग्य छायाचित्र संगणकाच्या मदतीने शोधायची पद्धत शोधली आहे.

भारताचे २३ दूरस्थ संवेदन उपग्रहे सतत माहिती गोळा करून एक प्रचंड मोठा डेटाबेस निर्माण करत असतात जो आपत्कालीन परिस्थितीत वापरता येतो. छायाचित्रांमध्ये निम्न-पातळीची वैशिष्ट्ये जसे रंग, पोत आणि आकार गोळा केली जातात जी संगणकाला समजतात पण संगणक वापरणार्‍या व्यक्तीला समजत नाही. उदाहरणार्थ: एखाद्या व्यक्तीला "पूर आलेले निवासी क्षेत्र" शोधायचे आहे. साठवलेल्या छायाचित्रात पूर आलेल्या क्षेत्राला वेगळ्या रंगाने किंवा पोत असलेले साठवले जाते. म्हणून संगणकाला व्यक्तीने विचारलेला प्रश्न समजत नाही, आणि योग्य उत्तर हवे असेल तर त्या व्यक्तीला "राखाडी रंगाचे सर्व क्षेत्र दाखवा" असा प्रश्न संगणकाला विचारावा लागतो. संगणक आणि त्याला वापरणारा व्यक्ती यांच्या समजण्याच्या शक्तीतील फरकाला 'सिमॅन्टिक गॅप' किंवा अर्थपर अंतर म्हणतात.

या अभ्यासातील संशोधकांनी एक 'सिमॅन्टिक' आराखडा विकसित केला आहे जो वापरुन एखाद्या क्षेत्राची माहिती त्याच्या आसपासच्या क्षेत्राशी असलेल्या जलीय आणि दिशात्मक संबंधाच्या आधारावर शोधली जाऊ शकते. सिमॅन्टिक म्हणजे अर्थ किंवा एका संचातील  विविध चिन्हांचा एकमेकांशी संबंध. संशोधकांनी या अभ्यासात मनुष्याची विचार करण्याची उच्च पातळी आणि छायाचित्रांचे निम्न पातळीचे प्रतिरूपण यांची सांगड घातल्यामुळे विश्लेषणाला लागणारा वेळ खूप कमी होऊ शकतो.

आयईईई जर्नल ऑफ सिलेक्टेड टॉपिक्स इन अप्लाइड अर्थ ऑबझर्व्हेशन्स अँड रिमोट सेन्सिंग या मासिकात प्रकाशित झालेल्या वरील अभ्यासाचे लेखक भारतीय तंत्रज्ञान संस्था येथील प्रा. सूर्य दुर्भा म्हणतात, "मनुष्य माहितीचे विश्लेषण करून त्यांचे रूपांतर ज्ञानात करतो तसेच सिमॅन्टिक्स असलेला आराखडा वापरुन एखाद्या क्षेत्राची माहिती करून घेता येते."

नवीन आराखड्यात छायाचित्र कशाचे आहे याची माहिती उपलब्ध केली आहे, उदाहरणार्थ त्यात इमारत, शेत किंवा रिकामी जागा कुठे आहे हे कळते आणि त्याच्या सभोवतालच्या क्षेत्राशी असलेले स्थलीय आणि दिशात्मक संबंध पण ओळखता येतात. पूर आल्यानंतर या माहितीच्या आधारे अश्या इमारती शोधता येतात ज्याच्याभोवती पुराचे पाणी भरलंय पण त्यांच्यापर्यंत पोचायच्या रस्त्यावर पाणी नाही किंवा कमी आहे. छायाचित्र प्रत्यक्ष बघितल्यास समजू शकणारी ही अव्यक्त माहिती व्यक्त स्वरूपात मांडण्यासाठी संशोधकांनी संकल्पनांचा एक संग्रह किंवा डेटाबेस तयार केला.

आराखड्याचे दोन घटक असतात - एक ऑफलाइन घटक आणि एक ऑनलाइन घटक. ऑफलाइन घटक उपग्रहाच्या छायाचित्रातून रंग, पोत आणि आकार यासारखी वैशिष्ट्ये वेगळे करते. विविध क्षेत्रांमधील असलेले स्थलीय आणि दिशात्मक संबंध पण साठवले जातात.  भविष्यात जेव्हा आवश्यकता असते तेव्हा 'रिझनिंग इंजिन' वापरुन ही माहिती बघता येते. ऑनलाइन घटकात ग्राफिकल युझर इंटरफेस असते ज्यात जमिनीचा वापर किंवा त्यावरील आच्छादन याच्या विविध प्रकार, जसे नदी, शेत, पूरामुळे अंशतः बुडलेले शेत इत्यादी यांतून निवड करून छायाचित्र शोधता येते. विशिष्ट स्थलीय रचना निवडून ती असलेली छायाचित्र शोधणंही शक्य आहे.

आराखडा किती कार्यक्षम आहे याचे वर्णन करताना प्रा. दुर्भा म्हणाले, "आमचा आराखडा वापरुन आपत्ती प्रभावित क्षेत्र जलद गतीने शोधता येतेच, पण त्याच बरोबर एखाद्या क्षेत्राच्या स्थलीय आणि दिशात्मक संबंधांच्या आधारावर पण ते क्षेत्र ओळखता येते. अशामुळे विशिष्ट निकष पूर्ण करणारी छायाचित्रे शोधण्यासाठी खूप मोठ्या प्रमाणात असलेल्या दूरस्थ संवेदन छायाचित्रांचे विश्लेषण अत्यंत कमी वेळात करता येते."

हा आराखडा फक्त बचाव कार्यात वापरता येईल का? संशोधकांच्या मते आराखड्याचा वापर तेवढ्यापुरताच मर्यादित नाही, तर ज्या व्यक्तीला विशिष्ट निकष पूर्ण करणारी छायाचित्रे शोधायची असतील त्याला हा आराखडा इतर ठिकाणी पण वापरता येईल. हा आराखडा कोणत्याही संगणकावर इंस्टॉल करता येईल आणि छायाचित्र कुठे साठवली आहेत हे निर्देशित करता येईल. एकदा असे केले की आराखडा उपलब्ध माहितीचे विश्लेषण करतो आणि प्रश्नांची उत्तरे द्यायला तयार असतो. विविध प्रकारच्या नैसर्गिक आपत्तीत वापरता येण्यासाठी आराखड्यात योग्य ते बदल करणे शक्य आहे.

जगात नैसर्गिक आपत्तींची संख्या वाढत असल्याच्या सध्याच्या काळात हा अभ्यास म्हणजे योग्य दिशेने टाकलेले एक पाऊल आहे. अभ्यासातील आराखडा वापरुन योग्य बचाव व्यवस्थापन तंत्र विकसित करता येईल ज्याची मदत आपत्तीनंतर माहितीचे जलद विश्लेषण करून त्वरित मदत पोहचवायला होऊ शकेल आणि अनेक प्राण वाचवता येतील.