Nuotolinis stebėjimas ir vietos aptikimas: palydovas, aerofotografija ir LiDAR

Pelnas:

• Galimybė dirbtinio intelekto pagalba nuskaityti palydovo, aerofotografijos ir LiDAR duomenų anomalijas ir įvertinti kiekvieną ženklą kaip kandidatą, kuriam reikalingas vietovės patvirtinimas.
• Suprasti sezoninę ir sąlyginę augalų, dirvožemio ir šešėlių pėdsakų priklausomybę ir kaip pašalinami natūralūs/šiuolaikiniai klaidingi teigiami rezultatai.
• Galimybė taikyti, kodėl jautrios svetainių vietos turėtų būti apsaugotos nuo plėšimų ir suliejamos transliacijos metu

Vienas iš įdomiausių archeologijos krypčių yra galimybė matyti pėdsakus po žeme ir paviršiuje nekasant žemėje. Nuotolinis stebėjimas (metodas, kai vietove tiriama palydoviniais, orlaivių ar bepiločių orlaivių vaizdais jos fiziškai neliečiant) yra galingiausias įrankis dideliems plotams nuskaityti ir galimas vietas (vietas, kuriose yra archeologinių liekanų) aptikti. Šiame skyriuje sužinosime, kaip AI pažymi anomalijas (nuo aplinkos besiskiriančius pėdsakus, kurie gali būti žmogaus sukurti) palydovinėse nuotraukose, aeronuotraukose ir LiDAR duomenyse, tačiau kodėl kiekvienas ženklas turi būti patvirtintas lauke.

Pagrindinis principas: AI yra nuskaitymo ir nukreipimo asistentas, kuris plačioje srityje sako „žiūrėk čia“; Sprendimą „Tai tikrai aikštelė“ priima žemės kontrolė ir ekspertas. Atliekant nuotolinį stebėjimą, kiekvienas AI pažymėtas taškas yra hipotezė, o ne atradimas.

Nuotolinio stebėjimo tipai

Fotografija iš palydovo ir oro. Užkastos struktūros lemia skirtingą dirvožemio ir augalijos augimą virš jų. Ant sienos pasėlis silpnesnis, griovyje krūmesnis; Tai vadinama apkarpymo žymėmis. NDVI (indeksas, matuojantis augmenijos sveikatą; jis kiekybiškai įvertina augalų gyvybingumą naudojant infraraudonąją šviesą) pabrėžia šiuos skirtumus. AI nuskaito šiuos subtilius didelių vaizdų skirtumus greičiau nei žmogus.

LiDAR. LiDAR (Light Detection and Ranging – technologija, kuri sukuria labai tikslų 3D paviršiaus aukščio žemėlapį, šaudant iš orlaivio į žemę lazeriu ir matuojant sugrįžimo laiką) yra revoliucingiausia priemonė. Jo ypatybė ta, kad lazeris gali pasiekti žemę per medžius; Taip skaičiais „išlukštenus“ augmeniją atsiskleidžia piliakalniai, terasos, keliai ir pastatų pamatai po mišku. AI šiuose aukščio duomenyse pažymi iškilimus, duobes ir lygias geometrines figūras.

Geofizika (papildoma). Metodai, tokie kaip žemės skverbimosi radaras (GPR) ir magnetinis tyrimas, matomi tiesiai po paviršiumi; AI taip pat padeda ieškoti anomalijų šiuose duomenyse.

Svetainės aptikimo veiksmai naudojant AI

1. Duomenų paruošimas. Vaizdai pritaikomi prie koordinačių sistemos (georeferencija), koreguojami šešėliai ir kontrastas. LiDAR sistemoje augalija išfiltruojama ir gaminamas „plikos žemės modelis“.
2. Anomalijų nuskaitymas. AI žymi lygias geometrijas, kurios gali būti žmogaus sukurtos (apvalus piliakalnis, stačiakampė struktūra, linijinis griovys / kelias).
3. Pašalinimas. Dauguma ženklų yra natūralūs (geologiniai, žemės ūkio, modernūs). Ekspertas pašalina tuos, kurie yra aiškiai natūralūs ir modernūs.
4. Prioritetų suteikimas. Likę kandidatai turi pirmenybę pagal kontekstą ir žinomą svetainės pasiskirstymą.
5. Žemės patvirtinimas. Prioritetiniai taškai tikrinami vietoje atliekant paviršiaus tyrimą ir, jei reikia, gręžiant. Joks taškas nėra paskelbtas „sėdėti“ be patvirtinimo.

Patarimas: AI požymius visada žiūrėkite kaip „kandidatų sąrašą, turintį didelį klaidingų teigiamų rezultatų rodiklį“. Tikslas – protingai susiaurinti lankytinas vietas lauke; neskelbti atradimo. 200 žemės taškų sumažinimas iki 30 per sezoną yra didelis pelnas.

Jautri vieta: svarbus privatumas

Rimčiausia etikos ir saugumo problema aptinkant svetainę yra vietos konfidencialumas. Tikslios naujai nustatytos, neapsaugotos vietos koordinatės yra tiesioginis nelegalių kasėjų ir lobių ieškotojų taikinys. Todėl:

• Nevažiuokite į viešąsias AI transporto priemones, kurių tikslios koordinatės nepatvirtintos.
• Suliekite jautrių svetainių vietą transliacijose ir pristatymuose (nurodyti bendrą plotą, be GPS).
• Laikykite duomenis saugioje organizacijos sistemoje ir apribokite prieigą.

Dėmesio: įklijavus svetainės koordinates į viešąją paslaugą, sakydamas: „Ką tik nubraižysiu žemėlapį“, ta svetainė gali likti atvira apiplėšti. Vietos duomenys yra turtas, kuris turi būti apsaugotas taip pat, kaip ir pats radinys.

trys mini dėklai

1 atvejis – nuskaitymas susiaurino sritį. Tyrimo projektas apimtų 500 km² plotą. Dirbtinio intelekto varoma LiDAR analizė pažymėjo 120 galimų piliakalnių po mišku. Po eksperto pašalinimo lieka 38 prioritetinės vietos; 11 iš jų buvo tikri archeologiniai statiniai lauke. AI sutraukė mėnesius trukusias aklas paieškas į tikslinį sezoną.

2 atvejis – pamoka buvo klaidingai teigiama. Kol komanda susijaudinusi ruošėsi AI paženklintą lygų apskritą randą paskelbti „piliakalniu“, ekspertas geologas parodė, kad tai buvo natūrali įduba (dolinas). Pareiškimas be žemės patvirtinimo gali būti reputacijos praradimas. Pamoka: AI mato geometriją, o ne kilmės aiškinimą.

3 atvejis – užkirstas kelias vietos nutekėjimui. Studentas įkeltų vaizdą su naujai rastos svetainės koordinatėmis į viešą įrankį. Patarėjas sustojo; teritorija vis dar buvo neapsaugota. Vaizdas buvo apdorotas pašalinus koordinačių informaciją ir tik saugioje sistemoje.

Keturi kopijuojami šablonai

1) Anomalijų nuskaitymo rėmelis:

Jūsų vaidmuo: nuotolinio stebėjimo analizės asistentas. Pateiksiu jums atvirą (iš LiDAR gautą) aukščio vaizdą / duomenis. Pažymėkite lygias geometrijas (apvalias, stačiakampes, linijines), kurios GALI būti žmogaus sukurtos; Kiekvienam užrašykite jo vietą, formatą ir kodėl jis yra pastebimas. Kiekvienam ženklui taip pat nurodykite natūralaus/šiuolaikinio paaiškinimo galimybę. Neskelbkite galutinio „sėdėti“.

2) Klaidingai teigiamas pašalinimas:

Žemiau yra kandidatų taškų, kuriuos AI pažymėjo, sąrašas. Kiekvienam išvardinkite natūralius ir šiuolaikinius paaiškinimus (geologinis darinys, žemės ūkio pėdsakas, kelias, pastato pamatai), kuriuos galiu pašalinti PRIEŠ reljefo patikrinimą. Atskirai išvardykite likusius „tikrai neaiškius“ kandidatus.

3) Žemės valdymo planas:

Mano geriausios kandidatų vietos yra: [sąrašas]. Kiekvienam taškui rodomas kontrolinis sąrašas, kuriame yra rodiklių, kurių turėčiau ieškoti, kai tvirtinčiau lauke (paviršiaus radiniai, topografija, dirvožemio spalva, akmenų tankis) ir saugaus/etiško lauko taisyklės (leidimas, vietos konfidencialumas).

4) Transliacijos vietos suliejimas:

Rengiant šią svetainės informaciją publikacijai/pristatymui, pasiūlykite, kaip galėčiau ją apibūdinti, NEATskleisdamas tikslios vietos: nurodykite, kokio lygio apibendrinimas (provincija/regionas), kokios informacijos reikėtų praleisti. Tikslas: mokslinio skaidrumo ir apsaugos nuo gedimo pusiausvyra.

Silpnas raginimas / Stiprus raginimas

Silpnas raginimas:

Ar šioje palydovinėje nuotraukoje yra archeologinė vietovė? Nurodykite jo koordinates.

AI gali paskelbti natūralų pėdsaką „sėdėti“ ir suderinti patikimą koordinatę; Tai pavojinga tiek moksliniu, tiek saugumo požiūriu.

Galingas raginimas:

Jūsų vaidmuo: nuotolinio stebėjimo asistentas. Šiame paveikslėlyje pažymėkite lygias geometrines žymes, kurios GALI būti žmogaus sukurtos. Kiekvienam pėdsakui: (a) jo forma, (b) kodėl jis yra puikus, (c) natūralus / šiuolaikinis alternatyvus paaiškinimas. Tai kandidatai, kuriuos reikia tikrinti tik LAUKE; nedeklaruoti "sėdėti". Sugeneruokite tikslias koordinates, apibūdinkite santykinę padėtį.

Skirtumas: pirmasis paskelbia atradimą; pastarasis parengia saugų tikrintinų kandidatų sąrašą.

Vaizdų tipai ir sezoniniai efektai

Nuotolinio stebėjimo metu vaizdas „ne visada“ veikia; Norint pamatyti teisingą kelią, reikia tinkamos sąlygos. Pasėlių žymės geriausiai išryškėja sausringais laikotarpiais, kai pasėliai patiria vandens įtampą: dirva virš užkastos sienos sulaiko mažiau vandens, todėl pasėlis ten anksti pagelsta ir iš viršaus atrodo kaip linija. Drėgno pavasario vaizde tas pats pėdsakas gali visai nepasirodyti. Dirvos žymės atsiranda, kai į paviršių po lauko arimo iškyla skirtingos spalvos dirvožemis. Kita vertus, šešėlių žymės atskleidžia šviesius iškilimus ir duobes su ilgais šešėliais esant žemai saulei, ryte ar vakare. Todėl plotą reikia vertinti ne vienu vaizdu, o daugybe vaizdų skirtingais sezonais ir laiku; AI pagreitina šį daugkartinį palyginimą.

LiDAR privalumas yra tas, kad jis iš esmės įveikia šią priklausomybę nuo sąlygų: kadangi jis tiesiogiai matuoja paviršiaus topografiją, jis mažiau priklauso nuo augmenijos sezono ir gali matyti miško pomiškius. Tačiau gaminant „plikos žemės modelį“ LiDAR, jei augalų filtras yra per agresyvus, jis gali ištrinti tikrus nelygumus, o jei per minkštas – medžius supainioti su konstrukcijomis; Šiems filtravimo sprendimams reikalinga ekspertų priežiūra.

Patarimas: vertindami plotą paklauskite „kuriuo sezono metu, kuriuo metu ir kokiu būdu?“ Visada užduokite klausimą. Jei viename paveikslėlyje nėra pėdsakų, tai nereiškia, kad nėra svetainės; Galbūt į jį žiūrite netinkamai.

Metodų palyginimo lentelė

Metodas

ką mato

AI indėlis

siena

Fotografavimas iš palydovo/aero

Augalų/dirvos pėdsakai

Plataus ploto nuskaitymas

sezonas, rezoliucija

NDVI

Augalų stiprumo skirtumas

Randų paryškinimas

Painioja natūralius skirtumus

LiDAR

paviršiaus topografija

miško pomiškio geometrija

Augalų filtrų klaidos

Geofizika (GPR / magnetinė)

požeminė struktūra

Anomalijos modelis

vietinis, lėtas

Dažnos klaidos

• Anomalijos supainiojimas su atradimu. Ženklas yra kandidatas; Be žemės patvirtinimo tai nėra svetainė.
• Nepanaikina natūralių/šiuolaikinių pėdsakų. Dolins, žemės ūkio randai ir vamzdžiai dažnai pasirodo kaip „struktūros“.
• Tikslios atviros transporto priemonės koordinatės suteikimas. Pavojus apiplėšti; Vieta yra turtas, kurį reikia saugoti.
• Remdamiesi vienu vaizdu. Interpretacija yra neišsami be skirtingų sezonų, skirtingų metodų ir reljefo.
• Pamiršus klaidingai teigiamą rodiklį. Dauguma ženklų pasirodo tušti; Tai normalu, tikslas siaurėja.

Apibendrinant

Taikant nuotolinį aptikimą, dirbtinis intelektas sutaupo nepaprastai daug laiko nuskaitant didelius plotus ir žymint galimas vietas. Bet kiekvienas ženklas yra hipotezė, kuri turi būti patvirtinta lauke; natūralūs ir modernūs pėdsakai kruopščiai pašalinami; o svarbiausia – jautrios vietos yra apsaugotos nuo grobstymo. AI sako „žiūrėk čia“; Žemė ir ekspertas sprendžia, ar „ši vieta saugoma“.

Taikymo užduotis

Pasirinkite atviros prieigos LiDAR arba palydovinį vaizdą (iš savo regiono arba iš pavyzdinio duomenų rinkinio). Pažymėkite AI galimas geometrijas naudodami šabloną „Anomalijų nuskaitymas“, tada pašalinkite natūralius / šiuolaikiškus paaiškinimus naudodami šabloną „Klaidingai teigiamas pašalinimas“. Sudarykite likusių kandidatų žemės valdymo planą ir įtraukite vietos konfidencialumo pažymą.

kontrolinis sąrašas

• [ ] Dirbtinio intelekto signalus laikiau „kandidatais“, o ne atradimais.
• [ ] Stengiausi panaikinti natūralius ir šiuolaikinius pėdsakus.
• [ ] Esu suplanavęs žemės patvirtinimą prioritetiniams kandidatams.
• [ ] Palikau jautrias vietas iš atviros transporto priemonės ir suliejau jas transliacijoje.
• [ ] Atsižvelgiau į tai, kad klaidingai teigiamų rezultatų rodiklis gali būti didelis.