根據(jù)德國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，全國(guó)新建的不透水路面每天不得超過(guò)30公頃。為了驗(yàn)證是否達(dá)到這一目標(biāo)，必須能夠定期監(jiān)測(cè)土壤密封性。

德國(guó)波洪魯爾大學(xué)的地球科學(xué)家們正與Andreas Rienow教授的團(tuán)隊(duì)合作，以北萊茵-威斯特伐利亞州為例，為此開(kāi)發(fā)一種新方法。博士生Jan-Philipp Langenkamp正在研究一種利用人工智能(AI)自動(dòng)檢測(cè)航空?qǐng)D像中不透水表面的模型。該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果發(fā)表在魯爾大學(xué)波鴻分校的科學(xué)雜志《魯賓》上。

比估計(jì)的更精確土地登記冊(cè)

迄今為止，北威州不透水水面的數(shù)量是利用53個(gè)土地注冊(cè)處的土地調(diào)查登記冊(cè)確定的。它們記錄了哪些區(qū)域被使用以及如何使用。

然而，并非所有不透水的表面都包括在內(nèi):“例如，花園棚等較小的建筑不需要規(guī)劃許可，因此沒(méi)有被記錄下來(lái)，”Andreas Rienow指出。這些所謂的與現(xiàn)實(shí)的小偏差確實(shí)加起來(lái)了。

為了根據(jù)登記冊(cè)確定不透水表面的百分比，當(dāng)局假設(shè)，例如，50%的居民區(qū)和交通基礎(chǔ)設(shè)施是不透水的。Rienow說(shuō):“這種方法提供了一個(gè)很好的估計(jì)，但僅此而已?！?/p>

在“捕獲整個(gè)北萊茵-威斯特伐利亞州不透水表面區(qū)域以確定土壤密封指標(biāo)”(EBOVE)項(xiàng)目中，來(lái)自地理研究所跨學(xué)科地理信息科學(xué)工作組的波亨研究人員正在開(kāi)發(fā)一種更精確的方法。

人工智能模型考慮上下文

Jan-Philipp Langenkamp改編了開(kāi)源人工智能模型，并訓(xùn)練它們?cè)诤娇照掌袇^(qū)分不透水區(qū)域和透水區(qū)域。這家總部位于波鴻的公司投入了大約1000個(gè)工作小時(shí)，為該算法創(chuàng)建高質(zhì)量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。該算法現(xiàn)在對(duì)90%的區(qū)域進(jìn)行了正確分類。為了達(dá)到這個(gè)百分比，模型不僅要評(píng)估每個(gè)圖像像素的信息，還要考慮上下文，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

“例如，建筑物旁邊通常有一條道路，我們的算法意識(shí)到這一事實(shí)，”Jan-Philipp Langenkamp解釋說(shuō)。

此外，研究人員還設(shè)計(jì)了一種軟件，只需按一下按鈕就可以啟動(dòng)，并自動(dòng)處理來(lái)自北萊茵-威斯特伐利亞州的公開(kāi)地理數(shù)據(jù)。

Langenkamp解釋說(shuō):“這個(gè)想法是，沒(méi)有特定先驗(yàn)知識(shí)的用戶也可以運(yùn)行分析，這樣每?jī)赡昃涂梢杂眯碌臄?shù)據(jù)集重復(fù)一次?！?/p>