一項突破性的研究表明,人工智能技術(shù)模仿人腦功能,在自動檢測野火方面展現(xiàn)出了巨大潛力,這將極大提升應對野火災害的效率。這項研究的成果已被《國際遙感雜志》發(fā)表,并引起了廣泛關(guān)注。
研究團隊構(gòu)建了一個名為“人工神經(jīng)網(wǎng)絡”的模型,該模型結(jié)合了衛(wèi)星成像技術(shù)和深度學習算法。為了訓練這個模型,研究團隊使用了包含有野火和無野火圖像的亞馬遜雨林數(shù)據(jù)集。結(jié)果顯示,該模型在檢測野火方面的準確率高達93%。
辛蒂亞·埃萊特里奧教授,來自巴西馬瑙斯亞馬遜聯(lián)邦大學,是該研究的主要作者。她表示:“檢測并應對野火對于保護脆弱的生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要,亞馬遜地區(qū)的未來取決于我們的迅速行動。我們的研究成果不僅有助于改善亞馬遜雨林中的野火檢測,還能為全球其他地區(qū)的野火管理工作提供重要支持?!?/p>
亞馬遜地區(qū)近年來野火事件頻發(fā),2023年共記錄了98,639起野火,占巴西生物群落野火總數(shù)的51.94%。雖然現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)提供接近實時的數(shù)據(jù),但其分辨率有限,特別是在偏遠地區(qū)或小規(guī)?;馂闹须y以捕捉到細節(jié)。
為了克服這一挑戰(zhàn),研究團隊采用了名為“卷積神經(jīng)網(wǎng)絡”(CNN)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)。CNN是一種模仿人腦神經(jīng)網(wǎng)絡的機器學習算法,通過互聯(lián)節(jié)點處理數(shù)據(jù),并且隨著數(shù)據(jù)量的增加,性能會不斷提升。研究團隊利用來自Landsat 8和9號衛(wèi)星的圖像對CNN進行了訓練,這些衛(wèi)星配備了關(guān)鍵的傳感器,能夠檢測植被和地表溫度的變化。
在訓練過程中,CNN使用了200張包含野火的圖像和相同數(shù)量的無野火圖像。盡管樣本數(shù)量有限,但CNN在訓練階段已經(jīng)展現(xiàn)出了93%的高準確率。為了測試CNN的泛化能力,研究人員使用了40張未包含在訓練數(shù)據(jù)集中的圖像。測試結(jié)果表明,該模型正確分類了24張有野火圖像中的23張,以及16張無野火圖像中的全部圖像。
卡洛斯·門德斯教授,該研究的共同作者,強調(diào)了CNN模型作為現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)重要補充的潛力。他表示:“通過將現(xiàn)有傳感器的廣泛時間覆蓋與CNN模型的空間精度相結(jié)合,我們可以在關(guān)鍵環(huán)境保護區(qū)域顯著提升野火監(jiān)測能力。該模型有望為相關(guān)當局提供更先進、更本地化的野火檢測方法,成為廣泛使用的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的有力補充?!?/p>