Njësia 3 / 11

Remote Sensing dhe Zbulimi i Vendit: Satelitor, Fotografi Ajrore dhe LiDAR

Fitimet:

  • Aftësia për të skanuar për anomali në satelit, fotografim ajrore dhe të dhëna LiDAR me inteligjencë artificiale dhe për të vlerësuar secilën shenjë si një kandidat që kërkon konfirmim të terrenit
  • Të kuptuarit e varësisë sezonale dhe të kushtëzuar të gjurmëve të bimëve, tokës dhe hijeve dhe se si eliminohen pozitivet false natyrore/moderne.
  • Aftësia për të aplikuar pse vendet e ndjeshme të sitit duhet të mbrohen nga plaçkitjet dhe të turbullohen në transmetim

Një nga zhvillimet më emocionuese në arkeologji është aftësia për të parë gjurmët nën tokë dhe në sipërfaqe pa gërmuar në tokë. Remote sensoring (një metodë e ekzaminimit të një zone me imazhe satelitore, avionësh ose dron pa e prekur fizikisht) është mjeti më i fuqishëm për skanimin e zonave të mëdha dhe zbulimin e vendeve të mundshme (vende që përmbajnë mbetje arkeologjike). Në këtë njësi, ne do të mësojmë se si AI shënon anomali (gjurmë që ndryshojnë nga rrethina e saj, të cilat mund të jenë të krijuara nga njeriu) në imazhet satelitore, fotografitë ajrore dhe të dhënat LiDAR, por pse çdo shenjë duhet të konfirmohet në terren.

Parimi bazë: AI është një asistent skanimi dhe treguesi që thotë "shikoni këtu" në një zonë të gjerë; “Ky është vërtet një kantier” merret nga kontrolli i tokës dhe eksperti. Në sensorin në distancë, çdo pikë e shënuar nga AI është një hipotezë, jo një zbulim.

Llojet e sensorëve në distancë

Fotografi satelitore dhe ajrore. Strukturat e varrosura çojnë në rritje diferenciale të tokës dhe bimësisë mbi to. Të korrat në një mur janë më të dobëta, në një kanal është më shkurre; Këto quhen shenja të korrjes. NDVI (një indeks që mat shëndetin e bimësisë; ai përcakton vitalitetin e bimëve duke përdorur dritën infra të kuqe) thekson këto dallime. AI skanon këto dallime delikate në imazhe të mëdha më shpejt se sa një njeri.

LiDAR. LiDAR (Light Detection and Ranging — teknologji që krijon një hartë shumë të saktë të lartësisë 3D të sipërfaqes duke gjuajtur një lazer nga një avion në tokë dhe duke matur kohën e kthimit) është mjeti më revolucionar. Karakteristika e tij është se lazeri mund të arrijë në tokë përmes pemëve; Kështu, tumat, tarracat, rrugët dhe themelet e ndërtesave nën pyll zbulohen kur bimësia është "qëruar" numerikisht. AI shënon gunga, gropa dhe forma të lëmuara gjeometrike në këto të dhëna lartësie.

Gjeofizika (suplementare). Metoda të tilla si radari depërtues në tokë (GPR) dhe rilevimi magnetik shihen vetëm nën sipërfaqe; AI ndihmon në kërkimin e modeleve të anomalive edhe në këto të dhëna.

Hapat e zbulimit të sitit me AI

  1. Përgatitja e të dhënave. Imazhet përshtaten në sistemin e koordinatave (gjeoreferencimi), hija dhe kontrasti korrigjohen. Në LiDAR, bimësia filtrohet dhe prodhohet një "modeli i tokës së zhveshur".
  2. Skanimi i anomalive. AI shënon gjeometri të lëmuara që mund të jenë të krijuara nga njeriu (komë rrethore, strukturë drejtkëndore, hendek/rrugë lineare).
  3. Eliminimi. Shumica e shenjave janë natyrore (gjeologjike, bujqësore, moderne). Eksperti eliminon ato që janë qartësisht të natyrshme dhe moderne.
  4. Prioritizimi. Pikat e mbetura kandidate janë të prioritizuara sipas kontekstit dhe shpërndarjes së njohur të sitit.
  5. Konfirmimi i tokës. Pikat prioritare kontrollohen në terren me rilevim sipërfaqësor dhe, nëse është e nevojshme, me shpim. Asnjë pikë nuk shpallet "ulur" pa konfirmim.
Këshillë: Shihni gjithmonë shenjat e AI si "një listë kandidatësh me një shkallë të lartë false pozitive". Qëllimi është të kufizohen në mënyrë inteligjente vendet për t'u vizituar në terren; për të mos shpallur zbulimin. Ulja e 200 pikëve tokësore në 30 në një sezon është një fitim i madh.

Vendndodhja e ndjeshme: privatësi kritike

Çështja më serioze etike dhe e sigurisë në zbulimin e sitit është konfidencialiteti i vendndodhjes. Koordinatat e sakta të një vendi të sapoidentifikuar dhe të pambrojtur janë një objektiv i drejtpërdrejtë për gërmuesit e paligjshëm dhe kërkuesit e thesarit. Prandaj:

  • Mos hyni në automjete publike të AI, koordinatat e sakta të të cilave nuk janë konfirmuar.
  • Mbuloni vendndodhjen e vendeve të ndjeshme në transmetime dhe prezantime (jepni zonën e përgjithshme, pa GPS).
  • Mbani të dhënat në sistemin e sigurt të organizatës dhe kufizoni aksesin.
Kujdes: Vendosja e koordinatave të një siti në një shërbim publik duke thënë "Unë thjesht do të vizatoj një hartë" mund ta lërë atë vend të hapur për plaçkitje. Të dhënat e vendndodhjes janë një pasuri që duhet të mbrohen po aq sa edhe vetë gjetja.

tre mini kuti

Rasti 1 - Skanimi ngushtoi zonën. Një projekt studimi do të vëzhgonte një sipërfaqe prej 500 km². Analiza LiDAR e fuqizuar nga AI shënoi 120 tuma të mundshme nën pyll. Pas eliminimit të ekspertëve, mbeten 38 pika prioritare; 11 prej tyre u zbuluan se ishin struktura të vërteta arkeologjike në terren. Inteligjenca artificiale ka kondensuar muaj të tërë kërkimi të verbër në një sezon të synuar.

Rasti 2 - Pozitiv i rremë ishte mësimi. Ndërsa një ekip po përgatitej i emocionuar për të deklaruar një mbresë rrethore të lëmuar të shënuar nga AI një "komë", gjeologu ekspert tregoi se ishte një depresion natyror (dolin). Një deklaratë e bërë pa konfirmimin e tokës mund të jetë një humbje e reputacionit. Mësimi: AI sheh gjeometrinë, jo interpretimin e origjinës.

Rasti 3 — Parandalimi i rrjedhjes së vendndodhjes. Një student do të ngarkonte imazhin që përmban koordinatat e një siti të sapo gjetur në një mjet publik. Këshilltari ndaloi; zona ishte ende e pambrojtur. Imazhi u përpunua me informacionin e koordinatave të hequra dhe vetëm në sistemin e sigurt.

Katër shabllone të kopjueshëm

1) Korniza e skanimit të anomalive:

Roli juaj: asistent i analizës së sensorit në distancë. Unë do t'ju jap një imazh/të dhëna mbi lartësinë e zhveshur (të nxjerra nga LiDAR). Shënoni gjeometritë e lëmuara (rrethore, drejtkëndore, lineare) që MUND të jenë të krijuara nga njeriu; Për secilin, shkruani vendndodhjen, formatin dhe pse është i dukshëm. Për secilën shenjë, tregoni edhe mundësinë e një shpjegimi natyror/modern. Mos deklaroni një "ulur" përfundimtar.

2) Eliminimi fals pozitiv:

Më poshtë është lista e pikëve kandidate që ka shënuar UA. Për secilin, listoni shpjegimet natyrore dhe moderne (formacioni gjeologjik, gjurmë bujqësore, rrugë, themeli i ndërtesës) që mund t'i eliminoj PARA kontrollit të terrenit. Rendisni veçmas kandidatët e mbetur "me të vërtetë të paqartë".

3) Plani i kontrollit të tokës:

Vendet e mia kryesore të kandidatëve janë: [lista]. Për çdo pikë, shfaqet një listë kontrolli që përmban treguesit që duhet të kërkoj kur konfirmoj në terren (gjetjet e sipërfaqes, topografia, ngjyra e tokës, dendësia e gurit) dhe rregullat e sigurta/etike të fushës (leja, konfidencialiteti i vendndodhjes).

4) Mbulimi i vendndodhjes për transmetim:

Kur përgatitni informacionin e mëposhtëm të faqes për një publikim/prezantim, sugjeroni se si mund ta përshkruaj atë PA zbuluar vendndodhjen e saktë: listoni se çfarë niveli përgjithësimi (krahinë/rajon), çfarë informacioni duhet të hiqet. Qëllimi: një ekuilibër i transparencës shkencore dhe mbrojtjes nga prishja.

Prompt i dobët / Prompt i fortë

Njoftim i dobët:

A ka ndonjë vend arkeologjik në këtë imazh satelitor? Jepni koordinatat e tij.

AI mund të deklarojë një gjurmë natyrore një "ulur" dhe të përshtatet me një koordinatë të sigurt; Kjo është e rrezikshme si nga pikëpamja shkencore ashtu edhe nga ajo e sigurisë.

Njoftim i fuqishëm:

Roli juaj: asistent i sensorit në distancë. Shënoni shenjat e lëmuara gjeometrike që MUND të jenë të krijuara nga njeriu në këtë imazh. Për çdo gjurmë: (a) forma e saj, (b) pse është e jashtëzakonshme, (c) shpjegim alternativ natyror/modern. Këta janë kandidatë për t'u kontrolluar vetëm në terren; mos deklaroni një "ulur". Gjeneroni koordinata të sakta, përshkruani pozicionin relativ.

Diferenca: i pari bën zbulimin e deklaruar; ky i fundit prodhon një listë të sigurt të kandidatëve për t'u verifikuar.

Llojet e imazhit dhe efektet sezonale

Në sensorin në distancë një imazh nuk funksionon "gjithmonë"; Duhet kushtet e duhura për të parë rrugën e duhur. Shenjat e të korrave shfaqen më mirë gjatë periudhave të thata kur kultura është nën stresin e ujit: toka mbi një mur të groposur ruan më pak ujë, kështu që kultura atje zverdhet herët dhe shfaqet si një vijë nga lart. Në një imazh të lagësht pranveror, e njëjta gjurmë mund të mos shfaqet fare. Shenjat e tokës shfaqen kur dheu me ngjyra të ndryshme del në sipërfaqe pas lërimit të fushës. Shenjat e hijeve, nga ana tjetër, zbulojnë gunga të lehta dhe gropa me hije të gjata në diell të ulët, në mëngjes ose në mbrëmje. Prandaj, është e nevojshme të vlerësohet një zonë jo me një imazh të vetëm, por me shumë imazhe në stinë dhe kohë të ndryshme; AI e përshpejton këtë krahasim shumë herë.

Avantazhi i LiDAR-it është se e kapërcen në masë të madhe këtë varësi ndaj kushteve: meqenëse mat drejtpërdrejt topografinë sipërfaqësore, ai është më pak i varur nga stina e vegjetacionit dhe mund të shohë shtresën e poshtme të pyllit. Megjithatë, kur prodhohet një "modeli i tokës së zhveshur" në LiDAR, nëse filtri i bimës është shumë agresiv, mund të fshijë gungat e vërteta dhe nëse është shumë i butë, mund t'i ngatërrojë pemët me struktura; Këto vendime filtri kërkojnë mbikëqyrje të ekspertëve.

Këshillë: Kur vlerësoni një zonë, pyesni "në cilën stinë, në cilën orë dhe me çfarë metode?" Gjithmonë bëni pyetjen. Nëse nuk ka asnjë gjurmë në një imazh të vetëm, kjo nuk do të thotë se nuk ka asnjë faqe; Ndoshta po e shikoni në gjendje të gabuar.

Tabela e krahasimit të metodave

Metoda

çfarë sheh

Kontributi i AI

kufiri

Fotografi satelitore/ajrore

Gjurmët e bimëve/dheut

Skanimi i zonës së gjerë

sezoni, rezolucioni

NDVI

Dallimi i fuqisë së bimëve

Theksimi i mbresë

Ngatërron dallimet natyrore

LiDAR

topografia e sipërfaqes

gjeometria e nënshtresës pyjore

Gabimet e filtrit të bimëve

Gjeofizika (GPR/magnetike)

strukturë nëntokësore

Model anomalish

lokal, i ngadalshëm

Gabimet e zakonshme

  • Gabimi i një anomalie me një zbulim. Shenja është një kandidat; Pa konfirmimin e tokës nuk është një vend.
  • Mos eliminimi i gjurmëve natyrore/moderne. Dolinat, plagët bujqësore dhe tubacionet shfaqen shpesh si "struktura".
  • Dhënia e koordinatave të sakta për mjetin e hapur. Rreziku i grabitjes; Vendndodhja është një pasuri që duhet mbrojtur.
  • Duke u mbështetur në një imazh të vetëm. Interpretimi është i paplotë pa stinë të ndryshme, metoda dhe terrene të ndryshme.
  • Duke harruar normën false pozitive. Shumica e shenjave dalin bosh; Kjo është normale, qëllimi po ngushtohet.

Në përmbledhje

Në sensorin në distancë, AI kursen kohë të jashtëzakonshme në skanimin e zonave të mëdha dhe shënimin e vendeve të mundshme. Por çdo shenjë është një hipotezë që duhet vërtetuar në terren; Gjurmët natyrore dhe moderne eliminohen me kujdes; dhe më e rëndësishmja, vendet e ndjeshme janë të mbrojtura nga plaçkitjet. AI thotë "shikoni këtu"; Toka dhe eksperti vendosin nëse "ky vend është i mbrojtur".

Detyra e aplikimit

Zgjidhni një imazh LiDAR ose satelitor me akses të hapur (nga rajoni juaj ose nga një grup të dhënash mostër). Tregoni gjeometritë e mundshme të AI-së me shabllonin "Skanimi i anomalive", më pas eliminoni shpjegimet natyrore/moderne me shabllonin "Eleminimi pozitiv i rremë". Hartoni një plan të kontrollit të tokës për kandidatët e mbetur dhe përfshini një shënim konfidencialiteti të vendndodhjes.

listë kontrolli

  • [ ] Unë i konsiderova sinjalet e AI si "kandidatë", jo zbulime.
  • [ ] Jam përpjekur të eliminoj gjurmët natyrore dhe moderne.
  • [ ] Kam planifikuar konfirmimin e tokës për kandidatët me përparësi.
  • [ ] I lashë vendet e ndjeshme jashtë automjetit të hapur dhe i turbullova ato në transmetim.
  • [ ] Kam marrë parasysh që norma false pozitive mund të jetë e lartë.