Hagnaður:
- Geta til að útskýra hvernig lithology, bilana- og breytingakortlagning er gerð með gervigreind í gervihnatta- og loftmyndum.
- Hæfni til að hanna verkflæðið sem dregur steinefni og byggingarmerki úr fjölróf/hyperspektral gögnum
- Geta til að prófa fjarkönnunarúttak með sannleika og jarðfræðilegu samhengi
Jarðfræðikort er vörpun neðanjarðarsögu svæðis á yfirborðinu: hvaða bergeining er hvar, hvar fara misgengin, í hvaða átt hallast lögin. Klassískt, þetta kort er vara sem jarðfræðingur framleiðir með því að ferðast frá útskoti til útskeru, með margra mánaða vettvangsvinnu. Í dag flýta fjarkönnun og gervigreind að mestu á þessu ferli. Í þessari einingu munum við sjá hvernig steinefnafræði, misgengi og breyting (efnafræðileg breyting á bergi með vatnshitavatni; mikilvægur vísir í jarðefnakönnun) kortlagning er gerð með gervigreind frá gervihnatta-/loftmyndum, og síðast en ekki síst, hvernig þessi úttak er prófuð með raunveruleika landsins.
Viðvörun frá upphafi: fjarkönnunarmyndin er mæling, ekki túlkun; En hvert kort sem er dregið af þeirri mælingu er túlkun og það er villa í túlkuninni. „Breytingarsvæði“ sem er merkt með gervigreind gæti verið raunverulegur steinefnavísir, þurrkað akur, skuggi eða röskun í andrúmsloftinu. Kortið er tilgáta þar til það hefur verið staðfest á vettvangi.
Grunneðlisfræði fjarkönnunar
Hvert steinefni og berg endurkasta sólarljósi á mismunandi bylgjulengdum á mismunandi hraða; þetta er kallað litrófsmerki. Mannlegt auga sér aðeins sýnilegt ljós (rautt-grænt-blátt), en gervihnattaskynjarar mæla miklu breiðari svið, þar á meðal innrautt. Tvö grunnhugtök:
Fjölrófsmyndgreiningar á nokkrum breiðum bylgjulengdarsviðum (venjulega 4-12 bönd); til dæmis Landsat og Sentinel gervihnöttum. Það greinir grófa steina. Oflitrófsmyndgreining mælir aftur á móti í hundruðum þröngra bönda og getur greint steinefni nánast út frá "litrófsfingrafarinu" þeirra; Það er notað til að greina breytingasteinefni (eins og kaólínít, alúnít, illit).
AI vinnur hér tvö störf: í fyrsta lagi flokkar það þessi hávíddar litrófsgögn (hvaða pixla er hvaða steinefnafræði/steinefni). Í öðru lagi dregur það út bilana og byggingareiginleika úr rúmfræðilegum mynstrum myndarinnar (línulínur, áferð, frárennslisnet). Þegar Digital Elevation Model (DEM í stuttu máli; þrívítt hæðarkort af landinu) er bætt við eru halla-, hliðar- og staðfræðilegar línur einnig teknar með í greininguna.
Skref fyrir skref: verkflæði breytingakorts
- Undirbúðu myndina. Andrúmsloftsleiðrétting (fjarlægir brenglunaráhrif andrúmsloftsins), skýjagríma, gróðurgríma. Ef þessu skrefi er sleppt verður öll niðurstaðan menguð.
- Þrengdu áhugasvið þitt. Takmarka rannsóknarsvæðið við jarðfræðilegt samhengi (þekkt misgengi, myndun, útskot); Gefðu samhengi við líkanið.
- Reiknaðu litrófsvísitölur. Bandahlutföll sem draga fram sérstaka steinefnahópa (t.d. fyrir járnoxíð, leirsteinefni).
- Flokka. Gervigreind flokkar pixla/svæði og merkir möguleg breytingasvæði.
- Tímasettu staðfestingu á landslagi. Veldu sýnishorn af merktum svæðum og athugaðu þá í reitnum. Án þessa skrefs verður kortið ekki undirritað.
Hlutverk og takmörk gervigreindar í myndgreiningu
Sérstaklega dregur gervigreind úr tvenns konar villum: það grípur lúmskur frávik sem gleymast og það staðlar ósamræmdar túlkanir. En það framleiðir þrjár kerfisbundnar villur. Hið fyrra er falskt jákvætt: gróður, skugga, manngerð eða raki jarðvegs kann að virðast vera breyting. Annað er þjálfunarhlutdrægni: ef líkanið er þjálfað á gögnum frá öðru svæði verður það rangt á mismunandi lithology vefsvæðisins. Í þriðja lagi er blekkingin um mælikvarða: einn pixel þekur tugi metra á jörðu niðri; Fín uppbygging tapast, blandaðir pixlar (mörg efni í einum pixla) eru villandi.
Svo gullna reglan: sannleikurinn á jörðu niðri vinnur alltaf. Kortið sem myndast getur ekki talist endanlegt án þess að prófa það með sýnum og athugunum á völdum stöðum á vettvangi. Staðfestingarpunktar eru ekki valdir af handahófi, heldur hernaðarlega, til að ná yfir bæði „ákveðin“ og „grunsamleg“ svæði.
Þrjú Mini Cases: By the Numbers
Tilfelli 1 — Þrenging leitarsvæðisins. Rannsóknarfyrirtæki var að meta leyfissvæði upp á 1.200 km². Gervigreindarstýrð breytingaflokkun frá ofurrófsgögnum minnkaði svæðið í 7 marksvæði sem eru 38 km². Í stað þess að heimsækja allt svæðið setti vallarteymið þessi 7 svæði í forgang; Upphaflegur herferðartími var styttur um 70%. 5 af 7 svæðum sýndu raunverulegar breytingar á sviði, 2 voru rangar jákvæðar (leirur jarðvegur) — án sannprófunar hefðu þessi 2 svæði verið sóun á borun.
Mál 2 — Bilanakortlagning bráðabirgðaskissa. DEM og mynddregin línulínugreining bentu til tveggja minniháttar línulína samhliða þekktri aðalbilun. Einn reyndist vera raunverulegur galli á sviði; hitt reyndist vera staðfræðileg ummerki leiðsluleiðar. Líkanið náði rúmfræðilega mynstrinu rétt en gat ekki greint uppruna þess; Hann gerði greinarmun á jarðfræðilegum trúverðugleika og vettvangsstýringu.
Tilfelli 3 - Skuggavilla í skýjum. Á einu svæði merkti líkanið mikla „járnoxíðbreytingu“ í norðurhlíðinni. Leiðrétting andrúmslofts var ófullnægjandi og undirskriftin var í raun litrófsbjögun þunnrar skýjahulu. Þegar myndin var endurunnin og leiðrétt hvarf frávikið. Lexía: Forvinnsluvilla blekkir jafnvel fullkomnustu líkanið.
Veik kvaðning / sterk kvaðning
Veik kvaðning:
Sýndu staði þar sem jarðsprengjur gætu verið á þessari gervihnattamynd.
Öflug tilvitnun:
Þitt hlutverk: Jarðfræðingur í fjarkönnun. Túlkaðu eftirfarandi litrófsstuðul og bandhlutfallsgildi (mynd Sentinel-2, þurrt svæði, dreifður gróður).- Fyrir hvert hugsanlegt breytingasvæði: skrifaðu hvaða stuðul/hlutfall kveikti á því.- Leggðu til AÐ M.K. eina ranga jákvæða uppsprettu fyrir hvert svæði (gróður, skuggi, jarðvegur, manngerður, jarðvegssvæði-" Raða eftir "landslagi). (hátt/miðlungs/lágt).- Ekki sýna neitt svæði sem "annað"; "breytingartákn verður að staðfesta" gögn: [vísitölu/gengistafla + samhengi]
Sterk hvetja neyðir líkanið til að skrá rangar jákvæðar upplýsingar sjálft og forðast að fullyrða um nákvæmni.
Fjögur afritanleg sniðmát
1) Gátlisti fyrir forvinnslu:
Athugaðu hvort forvinnsluþrep hafi verið sleppt í eftirfarandi fjarkönnunarverkflæði: leiðrétting andrúmslofts, skýja-/skuggagríma, gróðurgríma, staðfræðileg leiðrétting, kvörðun skynjara. Útskýrðu í einni setningu fyrir hverja setningu hvernig skrefin sem vantar gætu skaðað niðurstöðu þína. Verkflæði: [skilgreining]
2) Túlkun breytingasvæðis:
Dragðu út mögulegar breytingar steinefnahópa úr eftirfarandi litrófsvísitölum (leir, járnoxíð, karbónat, kísil). Fyrir hvern hóp: kveikjuvísitölu, sjálfstraustsstig, önnur skýring (falsk jákvæð), fyrirhuguð vettvangsathugun. Krefst vissu. Gögn: [vísitölur]
3) Línulína/bilunaraðskilnaður:
Skoðaðu listann yfir línuleika hér að neðan. Skráðu mögulega uppruna hvers og eins: misgengi, flekaskil, varnargarður, framræsla, manngerð (vegur/lína/reitur), gróðurmörk. Tilgreindu líklegasta upprunann með jarðfræðilegu samhengi, en slepptu eina möguleikanum. Listi: [línuleiki + samhengi]
4) Staðfestingarstaðaáætlun:
Leggðu fram áætlun um sannprófun á vettvangi fyrir eftirfarandi breytinga-/steinafræðikort:- Hversu margir sýnapunktar fyrir hvern flokk, hvers vegna.- Jafnvægi úrtaks af "ákveðnum" og "vafasamt" svæðum.- Aðgangs- og öryggisathugun. Kortasamantekt: [bekkir og svæði]
Myndtegund og notkunarsvæði
Gagnategund
Hvaða ráðstafanir
Styrkur hans er
takmörk
Multispectral (Sentinel/Landsat)
breiðband
Gróf steinfræði, svæðisskönnun
Steinefnaskilnaður er takmarkaður
hyperspectral
Hundruð mjóa hljómsveita
Greining steinefna/breytinga
Kostnaður, vinnslukostnaður
DEM (hæð)
staðfræði
Misgengi/lína, frárennsli
Steinfræði gefur ekki
hitauppstreymi innrauða
yfirborðshiti
Nokkuð af silíkat/karbónat
viðkvæm fyrir andrúmslofti
Ratsjá (SAR)
Yfirborðsgrófleiki/aflögun
Undir skýi, sig/skriðufall
Túlkun er flókin
Ábending: Notaðu fjarkönnunarúttak sem „forgangsröðunarskönnun“ ekki „borkort“. Mesta gildi þess er að það segir þér hvert þú átt að fara fyrst; Sönnunargögn á vettvangi og verkfræðingur ákveða hvar á að bora.
Varúð: Jafnvel fullkomnasta flokkunin veldur kerfisbundnum villum ef forvinnslu (andrúmslofts- og staðfræðileiðrétting, gríma) er sleppt. Ef um er að ræða „framleiðsla er skrítin“ skaltu spyrjast fyrir um forvinnsluna fyrst, ekki líkanið. Reglan um sorp inn, sorp út er miskunnarlaus hér.
Algeng mistök
- Sleppt forvinnslu. Að misskilja frávik úr óleiðréttum myndum fyrir alvöru jarðfræði.
- Að gleyma fölskum jákvæðum. Að misskilja plöntur, skugga, jarðvegsraka og mannvirki sem breytingar/bilanir.
- Undirritun án grunnsannleika. Byggja borunarákvörðunina á myndkortinu án þess að sannreyna það á vettvangi.
- Skala blekking. Að gleyma pixlastærðinni og hunsa þá staðreynd að fíngerð strúktúr tapast eða blandaðir pixlar eru villandi.
- Hunsa uppeldislega hlutdrægni. Að beita líkani sem er þjálfað á öðru svæði í blindni á sviði með aðra lithology.
Í stuttu máli
- Fjarkönnun mælir litrófsmerki steinefna á mismunandi bylgjulengdum; Það aðgreinir fjölróf gróft og hálitrófsfínt.
- Gervigreind flokkar þessi hávíddargögn og dregur út villu/línuleika úr rúmfræðilegum mynstrum; en það framleiðir rangar jákvæðar, þjálfunarhlutdrægni og mælikvarðaskekkju.
- Forvinnsla (andrúmslofts/landfræðileg leiðrétting, gríma) ákvarðar gæði niðurstöðunnar; Ef því er sleppt verður kerfisbundin villa.
- Fjarkönnun er skimunar-/forgangsröðunartæki; Kortið er ekki talið nákvæmt án þess að vera prófað með sannleika.
- Jarðsannleikur vinnur alltaf; Sannprófunarstaðir ættu að ná yfir bæði ákveðin og grunsamleg svæði á yfirvegaðan hátt.
Umsóknarverkefni
Nafnlausu litrófsvísitölu/bandhlutfallsgildin eða DEM línulínulista sem þú hefur fyrir vinnusvæði (eða opið gagnasvæði). Túlkaðu möguleg breytingasvæði eða bilanir með kröftugri vísuninni og láttu líkanið benda á að minnsta kosti eina ranga jákvæða uppsprettu fyrir hvert svæði. Gerðu síðan eftirlitsáætlun á staðnum með sniðmátinu „staðfestingarpunktaáætlun“; Athugaðu í einni setningu hversu mörgum punktum er skipt í „grunsamleg“ svæði og hvers vegna þú ert að framkvæma jafnvægissýni.
gátlisti
- [ ] Ég get greint hvað fjölróf og ofurróf gögn mæla og til hvers þau eru notuð.
- [ ] Ég veit hvernig forvinnsluskref (klipping, gríma) hafa áhrif á niðurstöðuna.
- [ ] Ég efast um uppsprettur rangra jákvæða (gróður, skugga, af mannavöldum) í breytingum/bilunarútgangi.
- [ ] Ég lít á fjarkönnunarkortið sem skannaverkfæri og prófa það með landslagsstaðfestingu.
- [ ] Ég get skipulagt sannprófunarpunktana til að koma jafnvægi á ákveðin og grunsamleg svæði.