Искусственный интеллект против паводков

Денис Кочев в свои 26 лет с гордостью может назвать себя учёным. Сейчас он заведующий лабораториями кафедры водного хозяйства, экологической и промышленной безопасности факультета строительства и экологии ЗабГУ, а также по совместительству аспирант – преподаёт и уже сам мотивирует студентов. Денис готов развеивать мифы, что наука – это скучно, а стать учёным можно только бесконечно сидя за книжками и позабыв про личную жизнь.

— Сколько лет вы уже в профессии?

Работаю я с 2018 года, как только поступил на магистратуру. Заведующий кафедрой мне лично позвонил и предложил к ним пойти работать.

— Вы чем-то занимаетесь кроме науки?

Я в свободное время занимаюсь музыкой. Я гитарист. Также ещё занимаюсь немного астрономией любительской. И, конечно, спортом.

— Что для вас сегодня значит наука?

Для меня наука, в первую очередь, — карьера, рост творческий и умственны. И это однозначно прогресс. Это движение вперёд.

— Владимир Путин объявил 2022 – 2031 годы десятилетием науки. По вашему мнению, было важно это сделать? Важно поддержать сегодня научное направление?

Можно было даже не объявлять десятилетие науки и технологий. Потому что в прошлом году был год науки и технологий. Но науку необходимо поддерживать всегда. Она нужна в любое время и в любом месте. Вполне может быть, что на этот шаг пошли с целью просвещения населения. Потому что наука не очень популярное направление. Люди мыслят определённо не научными категориями. Человек, который занимается изучением науки у людей не ассоциируется с каким-то достатком, успехом. Многие, кто читал, изучал историю, у них ассоциации складываются, что учёный проживает в нищете, кроме науки и своих исследований ничего вокруг не видит. Это совсем не так.

— Вы говорили, что считаете себя учёным. В какой момент это к вам пришло?

На научный путь меня наставлял мой руководитель – заведующий кафедрой Курганович Константин Анатольевич. Он на этот путь меня наставлял с 2018 года. Он прямо взял меня под белые рученьки и под своим чутким руководством ведёт по дороге науки. Благодаря ему я имею то, что имею: багаж знаний, исследования за спиной, хорошую должность и массу грантов и дипломов. Если бы не он, я бы может и не занимался наукой. Чувствовать себя учёным я стал с момента, как начал выступать на научных конференциях всероссийского и международного уровней. Я не только участвовал, но и занимал призовые места.

— Почему решили остаться работать в ЗабГУ?

Потому что, в первую очередь, заработная плата вполне достойная, хватает на жизнь, на творчество. А даже важнее зарплаты – хороший, сплочённый, профессиональный коллектив.

— Обязательно ли учёному быть кандидатом наук, получать какую-либо степень?

Чтобы заниматься наукой, не обязательно иметь какую-то учёную степень. Порог вхождения в науку любой. Может школьник заниматься наукой, а может профессор. Учёные степени нужны для карьерного роста, для открытия больших возможностей. Учёная степень подтверждает компетенции, что человек обладает определёнными знаниями. С одной стороны можно подумать, что это какая-то регалия обычная, а с другой стороны – подтверждение, что человеку наука не чужда, он эти много занимается.

— То есть важно её получить?

Да, конечно. Просто вопрос в том, что кто-то получает учёную степень для красивого звания, кто-то для повышения в зарплате, кому-то действительно важно подтвердить свои достижения. У всех мысли на этот счёт разные.

— В 2020 году вы стажировались в Москве, что это была за стажировка?

Стажировка проходила в Московском физико-техническом институте в лаборатории беспилотных летательных аппаратов под руководством Родина. Я там познакомился с радиолокационным зондированием. Им мало кто занимается, потому что оно сложное. Чем примечательно такое зондирование? Тем, что мы можем видеть объекты, которые находятся на земле, несмотря на плохие погодные условия, то есть облачность нам не будет помехой. Также тёмное время суток не будет помехой. Мы можем практически при любых условиях увидеть интересующие нас объекты. Это полезно особенно во время катастрофических осадков, паводков. Обычно большая облачность нам не позволяет увидеть, какие именно места затапливаются.

— После таких обучений и стажировок вы можете обучать наших студентов новым технологиям?

Да, конечно. Я получаю определённые профессиональные компетенции и апробирую их в нашем университете. А затем показываю, как это делается студентам на занятиях.

— У нас есть ресурсы в университете для этого?

Да. Что из себя представляет радиолокационное зондирование? Мы просто заказываем снимки на определённых сайтах, где хранятся архивы. Выгружаем их, используем специальное программное обеспечение, обрабатываем их и получаем какой-то результат. Это довольно простая тема в плане того, что нам не нужно какого-то большого оборудования закупать, что-то в космос запускать. Зондирование уже получено и просто где-то в облаке в интернете хранится. Это очень удобно. То есть нам достаточно производительного компьютера, регистрации в нужных сервисах, где есть эти снимки, и определённые компетенции.

— Какие шаги необходимы Забайкалью, чтобы повысит уровень науки в Забайкалье? Какие перспективы есть у края?

Я считаю, что нам просто нужно заниматься своим делом, работать, постепенно бить в одну точку и успех придёт, будет развитие. Главное, чтобы давали и позволяли работать над этим. Всё зависит именно от заинтересованности властей в науке. При должном финансировании исследований и молодых учёных будет тенденция к росту научного потенциала. Учёные – это люди, они не роботы. И живут не только ради исследований. Им нужно обеспечивать себя, должен быть кров, питание и так далее. Если человек не будет ни в чём нуждаться, то и наукой будет более продуктивно заниматься.

— А поддержка такая есть? Заказывают у вас исследования?

Да, министерства заказывают такие исследования, но финансирования не всегда хватает. Например, если мы занимаемся проектированием защитных сооружений, проблема у нас в стране стоит в тендерной системе. Происходит конкуренция. То есть сначала дают госзадание, объявляют заказ на проектирование и назначают стартовую цену. Например, возьмём 1 миллион. Мы даём свою цену, что можем сделать за 900 тысяч. А позже приходит ещё какой-то исполнитель, который тоже занимается исследованиями, но уже из-за Урала, из Москвы или Барнаула. Они перехватывают эти работы за бесценок. Роняют сильно цену до 600-700 тысяч рублей. Они торги, конечно, выигрывают, но делают работу спустя рукава или сетуют, что находятся далеко и возможностей меньше.

— И что делать в таком случае?

По моему мнению, эту проблему нужно решать. Если и проводить такие исследования, нужно отдавать их тем, кто находится в регионе. Не нужно отдавать её тем, кто не знает наших природных условий, не знает особенностей геологии, геоморфологии и так далее. Это в корне неправильно. Нужно смотреть на качество. Потому что приходящие из далека компании делают эти исследования непонятно как, занимаются замыливанием глаз. Везде свои подводные камни, но это моё мнение, я так вижу это.

— В этом году вы получили грант. Что это за грант?

Проект называется «Умник 2021». На исследование выделяют полмиллиона рублей. По сравнению с теми грантами, которые я внутренние в ЗабГУ выигрывал, это внушительная сумма. Ещё преимущество в том, что она не облагается налогом, то есть я получу полную выплату.

— Что за исследование? Вы уже приступили к нему?

Исследованием мы, конечно, уже занимаемся. Оно заключается в анализе территорий, подверженных опасным гидрометеорологическим явлениям, с помощью алгоритмов искусственного интеллекта.

Как вы знаете, наводнения не только являются опасными стихийными бедствиями, они ещё и имеют непредсказуемый характер. Но у них есть цикличность. Мы можем видеть, что у нас сильное затопление по всему краю было в 90-х, потом 30 лет проходит и в 2018 году этот сценарий повторяется. Множество населённых пунктов Забайкалья затапливается, наносится ущерб. Между этими пиками паводков люди застраивали паводкоопасную территорию. Ввиду дешевизны самой земли, а также из-за неосведомлённости. Они только годик-два наблюдают за прибрежной зоной, видят, что не затапливается, всё хорошо, замечательно, вид прекрасный, водоём близко и начинают строиться. Второй посмотрел, что первый построился нормально и повторил. Начинается масштабная застройка. Обычно это частный сектор. Промышленные предприятия таких территорий избегают, потому что они проходят экологическую экспертизу, гидрологические, гидрометеорологические изыскания. Им говорят, что здесь может быть затопление через столько-то лет, строить нельзя. Частники же продолжают застраиваться и во время паводков случаются катастрофические последствия, иногда даже до жертв.

Поэтому суть исследования заключается в анализе самой территории. Мы берём широкого масштаба космические снимки за разные годы, изначально вручную идентифицировали несанкционированную застройку и определяли динамику. Как застраивается, где, с каким объёмом и так далее. Но делать это вручную довольно сложно. То есть нужно на каждом снимке взять и разметить эту застройку. Представьте Paint, нарисован домик, его нужно заливкой обвести, а таких домиков на одном снимке сотни. Это долго, сложно, человек склонен к ошибкам, усталости. Один снимок он может размечать днями или даже неделями. А алгоритмы искусственного интеллекта, такие как свёрточные нейронные сети, позволяют нам автоматически разметить несанкционированные постройки. Они делают это в разы быстрее, с меньшим процентом ошибок, без какой-либо усталости, поэтому фактор субъективности мы можем исключить. В этом его преимущество.

— А эта технология раньше где-то применялась?

Компьютерное зрение само по себе используется в идентификации номерных знаков на дорогах, нейронные сети в телефонах, когда наводим объектив камеры и он определяет человек там, собачка, кошечка или какой-то предмет, есть тоже самое в интернете при распознании по фото. Именно анализ территорий никогда не применялся, это разработали мы.

— Сейчас вы исследуете какой-то определённый район?

Нет. Сейчас исследуем все крупные населённые пункты по Забайкалью. Мы берём сначала один населённый пункт, размечаем его, потом второй, третий и так далее.

— Уже увидели какие-то результаты?

Конечно. У нас получены результаты по Чите, Агинскому, Шилке и ещё ряду территорий. Мы видим, что везде производится несанкционированная застройка в пределах паводкоопасной территории. Это прям видно, что разбивают участки, строят домишки. И это особо не регулируется.

— А что потом будет с этим исследованием?

Мы будем отправлять его в органы власти, связанные с ликвидацией стихийных бедствий, в Росреестр и министерство природных ресурсов. Главное, чтобы они потом взяли эти исследования и начали с ними работать. Сейчас наша задача – полностью закончить исследование, чтобы оно было автоматизировано, полностью отработано, чтобы были все основные населённые пункты уже проанализированы. При этом нужно учитывать, что время идёт, нужна постоянная актуализация.

— А сколько человек работает над проектом?

Двое постоянно. В первую очередь это мой руководитель – заведующий кафедрой Курганович Константин Анатольевич и я в помощь. Мы вдвоём им занимаемся. Но нужно понимать, что это комплексное исследование и мы можем прибегать к помощи других специалистов. Все они есть у нас на кафедре. То есть профессорско-преподавательский состав у нас сильный. Если нам нужно учитывать какие-то тонкости, начиная от экономического ущерба, заканчивая гидрологической изученности, у нас специалист по каждой сфере имеется.

— Если говорить о ваших исследованиях и вашем опыте, Забайкалью стоит снова ждать паводки в ближайшее время?

Пик паводков прошёл уже в 2018-2020 годах. Конечно, будут небольшие затопления, от них никуда не денешься. Они уже связаны с таянием ледников, снежников, могут быть из-за циклонов, которые зайдут с океана. Если же опираться на цикл, то я думаю, что обширных паводков ждать не стоит. Конечно, мы понимаем, что природа- штука не предсказуемая, может быть всё, что угодно, но основная тенденция идёт к тому, что паводки будут слабеть.

— У нас в Забайкалье развито научное сообщество?

Слабо. Научное сообщество развито очень слабо. Конечно, сейчас работает совет молодых учёны, развиваются студенческие научные общества. Идут какие-то подвижки вперёд, но, по моему мнению, это достаточно слабые шаги.

— А что нужно для развития?

В первую очередь, финансирование. Второе – освещение научной деятельности в СМИ и соцсетях. Необходимо доносить, что порог вхождения в науку меньше, чем им кажется. Это не просто зубрилы сидят и занимаются одним и тем же. Наука – это не только рутина. Это познание себя, всего, что вокруг.