L'IA améliore la fiabilité mondiale des prévisions des inondations

Les gens comptent sur Google pour des informations fiables pendant les crises pour se protéger elles-mêmes et leurs proches. Les inondations, étant la catastrophe naturelle la plus courante, affectent près de 1,5 milliard de personnes - environ 19% de la population mondiale - qui font face à des risques importants de graves inondations. Non seulement les inondations sont menacées de vies, mais elles causent également environ 50 milliards de dollars en dommages-intérêts économiques dans le monde chaque année.

Pour la majeure partie de l'histoire, la prévision des inondations avec précision à grande échelle a été difficile en raison de la complexité du problème et du manque de ressources et de données nécessaires. Avec seulement une petite fraction des rivières mondiales surveillée par des jauges de débit, cela a posé un défi de sécurité majeur, en particulier pour les gens des pays en développement et des communautés mal desservies.

Dans un nouvel article publié dans Nature, nous explorons comment l'IA peut révolutionner la prévision des inondations, atteignant les zones les plus durement touchées par le changement climatique. Nos résultats montrent que l'IA nous a aidés à prédire les inondations fluviales plus précisément jusqu'à 7 jours à l'avance. Cela nous a permis d'offrir des prévisions d'inondation dans 80 pays, couvrant 460 millions de personnes. Nous mettons également ces prévisions disponibles via Google Search, Google Maps et Android Notifications lorsque cela est possible.

Notre blog de recherche plongeait plus profondément dans l'article, montrant comment les technologies hydrologiques mondiales basées sur l'IA de Google Research peuvent améliorer considérablement les prévisions des inondations par rapport aux normes actuelles. Ceci est particulièrement important dans les pays ayant des données d'inondation limitées, nous permettant d'étendre les prévisions dans le monde. Les systèmes d'alerte précoce peuvent réduire considérablement les décès et les délais prolongés changent la donne pour les communautés. Notre technologie a prolongé la fiabilité de Global Nowcasts de zéro à cinq jours en moyenne, et nous avons amélioré les prévisions en Afrique et en Asie pour correspondre à celles d'Europe en utilisant l'IA.

Ces informations sont désormais un outil pour les personnes, les communautés, les gouvernements et les organisations d'aide pour prendre des mesures préventives et protéger les populations vulnérables. Cela n'a pas été un voyage facile, en particulier dans les zones avec des données rares et des impacts élevés dans les inondations. Alors que nous publions notre dernier article, réfléchissons à certains moments clés de notre quête pour utiliser l'IA pour les prévisions précises des inondations fluviales:

Notre premier pilote en Inde nous a appris une leçon précieuse

Notre voyage a commencé avec un pilote dans la région de Patna en Inde. Le Bihar, où se trouve Patna, est l'un des États les plus sujets aux inondations de l'Inde, de nombreux résidents confrontés à la menace constante d'inondations dévastatrices. Nous nous sommes associés à des responsables locaux et avons utilisé des données en temps réel pour développer des prévisions d'inondation, les intégrant dans les alertes publiques Google en 2018.

Nous avons nourri nos modèles avec un mélange d'événements historiques, de niveaux de rivière et de données sur le terrain, gérant des centaines de milliers de simulations pour créer des prévisions détaillées d'inondation de la rivière. Bien que cette méthode visait la précision pour des emplacements spécifiques, notre objectif ultime était de relever le défi mondial. Nous pensions que l'apprentissage automatique pourrait aider à faire évoluer les prévisions des inondations dans le monde entier.

Début des collaborations avec la communauté et la communauté scientifique

En 2019, nous avons élargi notre couverture de prévision des inondations à 12 fois, envoyant 800 000 alertes sur les zones touchées tout en améliorant notre technologie de prévision. Alors que nous approfondissons le potentiel de l'apprentissage automatique, nous avons commencé à travailler avec des chercheurs universitaires pour mélanger les simulations d'inondation basées sur la physique hydrologique avec nos méthodes d'IA.

Nos recherches et les progrès avec de longs réseaux de mémoire à court terme (LSTMS) pour les prédictions précises des inondations nous ont inspiré à envisager une plate-forme mondiale de prévision des inondations de bout en bout. Cette plate-forme fournirait des informations fiables, même dans les régions sans jauges d'inondation.

La prévision des inondations s'est étendue, mais a été limitée par la disponibilité des données locales

S'appuyant sur le succès de notre pilote indien, nous avons élargi nos prévisions à travers l'Inde et jusqu'au Bangladesh, atteignant 360 millions de personnes. Nous avons géré des prévisions jusqu'à 48 heures à l'avance grâce aux progrès de notre technologie. Cependant, nos modèles dépendaient des données locales de débit, ce qui a rendu la mise à l'échelle vers d'autres pays difficiles.

Le pivot d'un modèle mondial de prévision des inondations basée sur l'IA et de l'expansion à plus de 80 pays

Réalisant les limites de s'appuyer sur les données locales, et avec la recherche sur l'IA, nous nous sommes déplacés vers un modèle mondial. Nous avons utilisé des sources de données mondiales pour former nos réseaux LSTM, visant à prédire les inondations même dans les zones sans données de débit local.

En 2022, nous avons lancé la plate-forme Flood Hub, offrant des prévisions dans 20 pays, dont 15 en Afrique - où les prévisions étaient auparavant limitées par la rareté des données. D'ici 2023, nous nous sommes étendus à 60 autres pays d'Afrique, d'Asie-Pacifique, d'Europe et d'Amérique du Sud et centrale, couvrant 460 millions de personnes. Désormais, les prévisions en temps réel sur le centre d'inondation sont librement accessibles à de nombreuses communautés vulnérables dans les pays en développement. Grâce à notre modèle mondial basé sur l'IA, l'accès à la prévision des inondations en Afrique est maintenant à égalité avec l'Europe.

Travailler en partenariat

Pour continuer à faire avancer la science et la recherche et à faire une réelle différence là où cela est nécessaire, nous savons que la collaboration avec les universitaires, les gouvernements locaux et les organisations internationales est cruciale.

Nous travaillons avec des groupes d'aide internationaux pour fournir des prévisions d'inondation exploitables et collaborer avec l'Organisation météorologique mondiale (WMO) pour soutenir les systèmes d'alerte précoce, en particulier les premiers avertissements pour toutes les initiatives, visant à donner à tous les précoces précoces sur les risques climatiques d'ici 2027. Nous étudions également comment l'IA peut relever les défis réels du monde réel confronté à 2027.

Nous avons travaillé en étroite collaboration avec les universitaires et les organisations hydrologiques à travers des ateliers annuels et des initiatives comme notre projet Caravan, qui normalise et agrége les ensembles de données existants.

Notre voyage est loin d'être terminé

À mesure que le changement climatique s'aggrave, les inondations peuvent frapper de façon inattendue. Notre objectif est de continuer à utiliser notre recherche et notre technologie pour étendre notre couverture, prédire d'autres événements liés aux inondations comme les inondations flash et urbaines et explorer comment l'IA peut relever des défis d'adaptation climatique plus larges et des problèmes de durabilité.