Ochrona ludności z perspektywy kosmicznej

Kiedy rozmiary kataklizmu są ogromne, potrzeba spojrzenia na sytuację z góry, aby wiedzieć, jak działać. Dzięki rozwojowi nowoczesnych technologii – w tym przypadku monitoringu satelitarnego – możemy prowadzić takie obserwacje z kosmosu. O możliwościach Civil Security Hub Poland rozmawiamy z dr. Jakubem Ryzenko, kierownikiem Centrum Informacji Kryzysowej Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Jako ludzkość wykorzystujemy rozmaite narzędzia, aby chronić się przed różnego rodzaju zagrożeniami. Jednym z największych niebezpieczeństw są katastrofy naturalne. Dysponujemy służbami ratowniczymi, które wkraczają do akcji, aby pomóc poszkodowanym. Kiedy jednak rozmiary kataklizmu są ogromne, potrzeba czegoś więcej – spojrzenia na sytuację z góry, aby wiedzieć, jak działać. Dzięki rozwojowi nowoczesnych technologii – w tym przypadku monitoringu satelitarnego – możemy prowadzić takie obserwacje z kosmosu. Aby jednak pozyskane informacje przyniosły jak najwięcej korzyści, potrzebna jest współpraca wielu podmiotów, które zajmują się także opracowaniem danych i przedstawieniem ich w formie najbardziej odpowiedniej dla użytkowników. Przedsięwzięciem, które łączy wielu partnerów z różnych sfer działania, jest Civil Security Hub Poland. O jego możliwościach rozmawiamy z dr. Jakubem Ryzenko, kierownikiem Centrum Informacji Kryzysowej Centrum Badań Kosmicznych PAN.

„Niebo gwiaździste nade mną…, bezpieczeństwo na ziemi” – tak można by sparafrazować słynne słowa filozofa Immanuela Kanta. Takie połączenie jest możliwe dzięki Civil Security Hub Poland. Zmagamy się z różnego rodzaju katastrofami, tymczasem bardzo konkretną pomoc, opartą na osiągnięciach naukowych i technologicznych, możemy uzyskać dzięki obserwacjom prowadzonym z kosmosu. Jak to możliwe? Jak państwa projekt łączy ziemię z niebem?

Co roku na świecie dochodzi do ponad 600 zdarzeń katastroficznych, w tym około 150 o bezprecedensowej skali. Z powodu tych zdarzeń blisko milion osób musi opuszczać swoje domy. Na szczęście liczba ofiar śmiertelnych spada – z roku na rok obserwujemy, że dzięki zwiększeniu efektywności zarządzania kryzysowego i zastosowaniu nowoczesnych technologii ograniczamy ten najważniejszy i najbardziej newralgiczny wskaźnik. Można jednak zrobić zdecydowanie więcej, aby ograniczyć skutki katastrof naturalnych – przede wszystkim dzięki większej świadomości sytuacyjnej służb ratowniczych i podmiotów zarządzania kryzysowego. Tę zaś możemy uzyskać właśnie dzięki „pomocy z nieba”.

Jak zdobyć tę bezcenną wiedzę?

Dzięki pozyskaniu cennych danych od naszych „oczu na niebie” – satelitów – możemy przyjrzeć się sytuacji kryzysowej z perspektywy kosmicznej. Te informacje pozwolą nam lepiej rozumieć, co się dzieje, i trafniej ocenić sytuację kryzysową. Są też podstawą prognozowania jej dalszego rozwoju, a w konsekwencji – podejmowania decyzji, które pozwolą skutecznie reagować, ratować ludzi i ograniczać straty.

Nowe technologie kosmiczne i dronowe mają ogromny potencjał, jeśli chodzi o wspieranie szeroko rozumianego sektora bezpieczeństwa cywilnego, przede wszystkim ochrony ludności i zarządzania kryzysowego. Już dziś dostępne są różne rodzaje geoinformacji, możliwa jest ich zaawansowana analiza, można pozyskiwać obrazy nie tylko satelitarne, ale i dronowe – ważne, aby efektywnie wykorzystać ten potencjał.

Chodzi o szybkie zbieranie i dostarczanie informacji, także tych opartych na danych, które i tak są już gromadzone. Sęk w tym, aby zbiór danych mógł przekształcić się w strumień przetworzonej informacji, odpowiadającej na konkretne potrzeby użytkowników.

No właśnie – jak efektywnie wykorzystać pozyskane informacje? Dostarczymy je – świetnie, ale pojawia się pytanie, jak je przygotować, abyśmy tu, na ziemi, mieli z nich pożytek i aby faktycznie pomogły odbiorcom działać szybko, sprawnie i skutecznie.

Dysponujemy obecnie wieloma rozwiązaniami technologicznymi, które jednak nie są wykorzystywane, ponieważ potencjalni odbiorcy nie mają świadomości, w jaki sposób mogłyby im pomóc. Nikt nie podjął jeszcze wysiłku, aby przełożyć je na język użytkownika, czyli na konkretne potrzeby operacyjne, które pojawiają się wtedy, gdy sytuacja kryzysowa się rozwija i trzeba natychmiast podejmować pilne decyzje. Z jednej strony trzeba przełożyć potrzeby użytkowników na język technologii, aby dostawcy nowych rozwiązań mogli na nie odpowiedzieć, z drugiej zaś konieczne jest wsparcie w zakresie włączania tych rozwiązań do ekosystemu pracy użytkownika.

Civil Security Hub Poland jest pomostem między światem technologii, który ma wiele do zaoferowania, a światem użytkowników. Potrzeby użytkowników mogą być zaspokajane dzięki tym technologiom, ale do tej pory w zakresie technik satelitarnych nie dysponowaliśmy efektywnymi mechanizmami, które by to umożliwiały.

Zanim przejdziemy do dokładnego opisu działania Hubu, nasuwa się jeszcze jedno pytanie: jakie podmioty uczestniczą w tym przedsięwzięciu?

Centrum Informacji Kryzysowej Centrum Badań Kosmicznych PAN pełni rolę koordynatora. Europejska Fundacja Kosmiczna odpowiada za promocję projektu, tworzy przejrzystą komunikację i kieruje przekaz zarówno do użytkowników, jak i do przedstawicieli sektora przemysłu, którzy mogliby zaoferować nowe rozwiązania. Mamy też partnerów odpowiedzialnych za poszczególne elementy procesu wdrażania innowacji: firmę – operatora platformy informatycznej, dzięki której bogactwo informacji przekształca się w efektywnie zarządzany system, oraz firmę, która stworzyła największą radarową konstelację satelitarną. Rozwiązanie to świetnie sprawdziło się podczas działań związanych z monitorowaniem przebiegu powodzi w 2024 r. W skład Hubu wchodzi też partner akademicki tworzący nowe rozwiązania – Politechnika Warszawska. Co istotne – to dopiero początek, lista partnerów pozostaje otwarta.

Mamy zatem po jednej stronie różne podmioty – od instytucji publicznych, po firmy komercyjne – które łączą siły, aby wzmocnić system ochrony ludności. Kto jest po drugiej stronie – kto może skorzystać z tego, co oferuje Civil Security Hub Poland?

Już teraz dysponujemy wieloma rozwiązaniami technologicznymi pomocnymi różnym służbom i formacjom, a w przyszłości będzie ich jeszcze więcej. Do grona potencjalnych odbiorców zaliczają się centra zarządzania kryzysowego oraz instytucje, które je wspierają, np. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Wody Polskie czy Lasy Państwowe. Mamy też wiele do zaoferowania służbom, które wspierają działania z zakresu zarządzania kryzysowego, np. Policji czy Straży Granicznej. Nie da się jednak ukryć, że to Państwowa Straż Pożarna – jako wiodąca służba ratownicza w czasie różnego rodzaju kryzysów – będzie mogła w największym stopniu skorzystać z rozwiązań Civil Security Hub Poland. Przy tym – podkreślam to z przyjemnością – jest to jedna z najbardziej otwartych na innowacje formacji ratowniczych w Europie.

Innowacje są szansą na zwiększenie skuteczności działań, a co za tym idzie – na większe możliwości ratowania ludzi i mienia. Jak wygląda proces ich wdrażania? W jaki sposób PSP i inni odbiorcy mogą wprowadzić je do użytku podczas swoich działań?

Podczas akcji liczy się szybkie podejmowanie decyzji – nie ma czasu na eksperymentowanie. Dlatego ocena przydatności technologii oraz zapoznanie się z nią w realiach operacyjnych muszą nastąpić wcześniej. Przeprowadzenie tego procesu jest misją Civil Security Hub Poland.

Działamy w modelu Innovation Pipeline-as-a-Service. Testujemy nowe rozwiązania, oceniamy ich użyteczność i przeprowadzamy pilotażowe wdrożenia dla użytkownika, np. podczas ćwiczeń. Organizujemy tzw. triale – eksperymenty, często poligonowe, czasem sztabowe – po to, aby ocenić, czy dane rozwiązanie jest odpowiednie, oraz przeanalizować, w jaki sposób powinno zostać zaadaptowane do praktycznych potrzeb użytkowników. Co ważne, nie pozostawiamy użytkownika samego – oferujemy wsparcie operacyjne. Współpracując z rzeczywistymi użytkownikami, oceniamy, które elementy należałoby zmodyfikować, a następnie przekazujemy te uwagi autorom.

Na czym polega to wsparcie?

Mamy doświadczenie w przetwarzaniu i analizowaniu informacji. Jesteśmy do dyspozycji użytkowników w sytuacjach, gdy wykorzystują nowe rozwiązania w praktyce – zarówno podczas ćwiczeń, jak i podczas działań ratowniczych. Pokazujemy, jak można wykorzystać technologię. Użytkownik wie, czego potrzebuje, ale nie musi wiedzieć, w jaki sposób dane satelitarne czy dronowe mogą najefektywniej odpowiedzieć na jego potrzeby. Czuwamy nad całym procesem budowania ekosystemu, który pozwoli efektywnie korzystać z technologii – począwszy od szkoleń i wskazywania dobrych praktyk, po wsparcie w budowaniu rozwiązań systemowych, obejmujących zarówno procedury operacyjne, jak i logikę długoterminowego funkcjonowania tych innowacji w systemie zarządzania kryzysowego w Polsce.

Jeśli po fazie testów beta doświadczenia użytkowników okażą się pozytywne, rozwiązanie technologiczne będzie dla nich dostępne bezkosztowo – do użytku w warunkach operacyjnych w ramach długotrwałego pilotażu. Jeśli po tym czasie zapadnie decyzja, że warto dysponować tą technologią na stałe, przyjdzie czas na analizę modeli finansowania, polegających m.in. na pozyskaniu środków z różnych instytucji.

Civil Security Hub Poland przeszedł swój chrzest bojowy, jeszcze zanim formalnie zaistniał. We wrześniu 2024 r. południowo-zachodnią Polskę dotknęła jedna z największych powodzi ostatnich lat. Zagrożenie było tak poważne, że aby wesprzeć działania ratownicze, uruchomiono pierwszy w Polsce satelitarny monitoring powodziowy prowadzony na tak dużą skalę. Jak wyglądała ta operacja?

Był to czas, gdy Hub dopiero się kształtował, ale firma zajmująca się monitoringiem satelitarnym znajdowała się już na etapie zaawansowanych prac nad tym rozwiązaniem technologicznym. Dzięki temu przez dwa tygodnie mogliśmy dokładnie śledzić przebieg powodzi.

Wszystko zaczęło się w piątek, 13 września 2024 r. Od kilku dni mieliśmy świadomość, że nasza pomoc będzie potrzebna, ale formalnie zaangażowaliśmy się właśnie tego dnia, nie mając jeszcze przygotowanych mechanizmów współpracy z firmą. Już trzy godziny później nasz partner, częściowo z własnej inicjatywy, rozpoczął pozyskiwanie zdjęć i danych. W ciągu kilkudziesięciu godzin byliśmy w stanie dostosować rozwiązanie do potrzeb PSP, aby jak najefektywniej, na bieżąco – co kilka godzin – dostarczać obraz zalanych obszarów do sztabu komendanta głównego PSP, sztabów poszczególnych akcji w terenie, KDR-ów, a także instytucji zarządzania kryzysowego.

Zadziałał mechanizm, o którym już wspominałem – rozwiązanie przedoperacyjne, przy naszym wsparciu i zaangażowaniu, zostało efektywnie wykorzystane podczas rzeczywistego zdarzenia. Monitoring radarowy dostarczał informacji o zalanych obszarach, których nie można byłoby pozyskać w inny sposób. Dawał całościowy obraz sytuacji bez względu na zachmurzenie oraz porę dnia i nocy.

W jaki sposób pozyskane informacje były wykorzystywane?

Co kilka godzin otrzymywaliśmy informację o tym, jak zmienia się zasięg obszaru zalanego, a to pozwalało nam wyciągać dalsze wnioski. Wygenerowano blisko 200 map dostosowanych do potrzeb konkretnych użytkowników w określonych miejscach. Współpracowaliśmy m.in. ze sztabami w gminach najbardziej dotkniętych skutkami powodzi, dla których premier ustanowił pełnomocników.

Dzisiaj nie ma właściwie innego sposobu na pozyskanie tak szczegółowych danych, przydatnych do zrozumienia sytuacji, niż obserwacja z góry – z poziomu satelitarnego, uzupełniona obrazem z dronów. Monitoring zwiększa świadomość sytuacyjną, co pozwala podejmować trafniejsze decyzje i wypracowywać konkretne rozwiązania.

Równocześnie prowadzono analizy porównawcze danych pozyskanych z różnych źródeł, przygotowywano opracowania dotyczące usuwania wody z rozlewisk, szacowania strat i inne materiały pomocnicze wykorzystywane w sztabach zarządzania kryzysowego. Nawiązaliśmy także współpracę z instytucjami wojskowymi, co pokazuje, że dla dobra bezpieczeństwa cywilnego wszyscy tworzymy jedną drużynę: działamy razem, wymieniamy się danymi i analizami.

Jakie inne podmioty, oprócz wcześniej wymienionych, korzystały z monitoringu radarowego? Do jakich innych celów wykorzystywano pozyskane informacje?

We współpracy z IMGW powstało też specjalne rozwiązanie dla Lewina Brzeskiego – zalana została większość miasta, dlatego potrzebne były rekomendacje działań, które służyłyby jak najefektywniejszemu i najszybszemu osuszeniu tego obszaru. Hydrolodzy z IMGW, bazując na dostarczonych przez nas zdjęciach satelitarnych oraz własnych opracowaniach, byli w stanie sformułować konkretne rekomendacje działań dla miasta. Po raz pierwszy zastosowaliśmy takie rozwiązania podczas powodzi w 2010 r.

Jak to się stało, że w czasie powodzi w 2024 r. CIK CBK PAN i PSP nawiązały tak szeroko zakrojoną współpracę?

Formalnie Centrum Informacji Kryzysowej powstało w 2013 r., ale już wtedy mieliśmy za sobą kilka lat współpracy z PSP. Z kolei koncepcja stworzenia ośrodka, który systemowo wdraża i testuje rozwiązania technologiczne, nabrała realnych kształtów w 2023 r., kiedy Polska zintensyfikowała współpracę z Europejską Agencją Kosmiczną. Położono wówczas nacisk na bezpieczeństwo cywilne i rozpoczęto przygotowania do stworzenia mechanizmu testowania oraz wdrażania rozwiązań technologicznych, które miałyby mu służyć. Prowadzono wówczas rozmowy z jednym z potencjalnych partnerów – polsko-fińską firmą, która oferowała warte uwagi rozwiązania. W naturalny sposób w 2024 r. nawiązaliśmy z nią współpracę podczas powodzi.

Warto wspomnieć, że podobne wsparcie otrzymały służby związane z ochroną środowiska podczas katastrofy ekologicznej na Odrze w 2022 r. Jak to wyglądało?

Doszło wówczas do masowego pomoru ryb i innych organizmów wodnych w Odrze, niemal na całym jej biegu. Sytuacja była dramatyczna – trzeba było szybko ustalić przyczynę i zbadać rozwój sytuacji. Wykorzystano wówczas zobrazowania satelitarne programu Copernicus. Satelitarnie monitorowano rozkład przestrzenny chlorofilu, czyli wskaźnika pokazującego, co dzieje się z rzeką. Stacje pomiarowe dostarczały pomiarów punktowych, co pozwalało określić dynamikę zmian, ale to obraz satelitarny pozwalał zbadać rozkład glonów i ich stopniowe przemieszczanie się. Dzięki temu możliwe było zrozumienie sytuacji i podjęcie odpowiednich działań, aby opanować katastrofę. Te działania były prowadzone przez Politechnikę Warszawską, która dziś jest jednym z partnerów Hubu.

Działali państwo sprawnie, jeszcze zanim powstał Civil Security Hub. Zapewne teraz możliwości reagowania na kryzysy będą jeszcze większe? Gdyby doszło do trudnej sytuacji, czy byliby państwo w stanie przystąpić do działania i dostarczyć potrzebne informacje?

Zajmujemy się tym cały czas – co roku mamy od kilku do kilkunastu aktywacji, tzn. w określonych sytuacjach wytwarzamy produkty informacyjne dla służb i instytucji zarządzania kryzysowego, często w trybie operacyjnym, czyli najszybciej jak to możliwe. Jeszcze zanim narodziła się koncepcja Hubu, udzielaliśmy wsparcia służbom ratowniczym oraz innym podmiotom. Mamy umowy m.in. z PSP oraz z wieloma wojewodami. Hub jest strukturą służącą współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną i pozwala zorganizować nasze dotychczasowe działania na wyższym poziomie. Chcemy, aby był częścią polskiego systemu ochrony ludności, który po wejściu w życie ustawy o ochronie ludności i obronie cywilnej kształtuje się na nowo. Zawsze oferowaliśmy wsparcie nie tylko w sytuacjach kryzysowych, lecz także w spokojniejszym czasie, gdy można było testować różne rozwiązania i sprawdzać, które z nich są najbardziej efektywne.

Pytam o możliwości działania Hubu w sytuacji kryzysowej, ale tak naprawdę – jak pan wspomniał – do takich sytuacji dochodzi cały czas. Ostatnio mieliśmy do czynienia z potężnym pożarem w Puszczy Solskiej, w województwie lubelskim. Wiem, że także w tym przypadku strażacy mogli liczyć na wsparcie Hubu.

Od 6 maja dostarczaliśmy PSP informacje o terenie objętym pożarem, bazujące na danych satelitarnych. Korzystaliśmy m.in. z tzw. identyfikacji hotspotów, czyli pikseli obrazu satelitarnego odpowiadających kwadratowi obszaru o wymiarach 375 × 375 m, którego powierzchnia choćby w 1 proc. wykazywała podwyższoną temperaturę powierzchni ziemi. Nie oznaczało to, że cały ten teren musiał być spalony, ale z pewnością mogły się na nim znajdować ogniska pożaru. Później, w miarę dostępności danych satelitarnych, dokonaliśmy również oceny obszaru spalonego.

Jak Civil Security Hub Poland prezentuje się na tle innych przedsięwzięć tego typu? Czy jest ich wiele w Europie i na świecie?

Na świecie istnieje więcej takich inicjatyw, natomiast w Europie nie są one liczne. Civil Security Hub Poland należy do grona liderów. Jest pierwszym ośrodkiem działającym pod skrzydłami Europejskiej Agencji Kosmicznej, którego celem jest zwiększanie efektywnego wykorzystania technik satelitarnych dla bezpieczeństwa cywilnego. Planowane jest powstanie sieci takich podmiotów. Przecieramy szlaki i przygotowujemy się do tego, aby wspierać tych, którzy będą tworzyć kolejne węzły tej sieci. Opracowujemy więc metody, procedury oraz rozwiązania techniczne, które będą stanowiły punkt odniesienia dla części państw europejskich tworzących własne projekty. Włochy, Francja i Niemcy mają duże agencje kosmiczne, które opracowały własne rozwiązania. Polska i inne państwa dopiero je budują.

Na zakończenie – jaka perspektywa rysuje się przed Civil Security Hub Poland na najbliższe miesiące i lata? Jakie mają państwo plany i cele?

W drugim kwartale tego roku, pod skrzydłami Europejskiej Agencji Kosmicznej, rozpoczniemy rozmowy ze wszystkimi dostawcami nowych rozwiązań zainteresowanymi dołączeniem do Hubu. To Europejska Agencja Kosmiczna i użytkownicy ocenią, które z zaproponowanych innowacji są dla nich najbardziej interesujące. Te rozwiązania zostaną włączone do oferty Hubu dla PSP, centrów zarządzania kryzysowego, zespołów zarządzania kryzysowego czy podmiotów uczestniczących w ocenie ryzyka w toku działań prewencyjnych. Budujemy swoją ofertę także dla użytkowników, którzy zajmują się redukcją ryzyka oraz zapobieganiem kryzysom i poważnym zdarzeniom.

Tworzymy otwarte środowisko rozwiązań technologicznych. Nauka i różne branże oferują coraz więcej możliwości, pojawiają się także nowe źródła danych. Zależy nam, aby były one włączane do ekosystemu Hubu, który dzięki temu stanie się żywym organizmem o szerokim spektrum działania.

fot. arch. CIK CBK PAN