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機(jī)器學(xué)習(xí)模型首次在太空檢測(cè)云層變化

作者:admin 時(shí)間:2023-08-01 06:11 點(diǎn)擊:
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  科技日?qǐng)?bào)北京7月31日電 (記者劉霞)據(jù)英國(guó)牛津大學(xué)官網(wǎng)29日?qǐng)?bào)道,該校科學(xué)家首次在外太空一顆人造衛(wèi)星上訓(xùn)練了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型,這一成果可實(shí)現(xiàn)很多應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和決策,有望徹底改變遙感衛(wèi)星的能力。相關(guān)論文已經(jīng)提交于近期舉行的國(guó)際地球科學(xué)與遙感研討會(huì)。

  遙感衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)是航空測(cè)繪、天氣預(yù)報(bào)、森林監(jiān)測(cè)等許多關(guān)鍵活動(dòng)的基礎(chǔ)。目前,大多數(shù)衛(wèi)星只能被動(dòng)地收集數(shù)據(jù),無(wú)法作出決定或檢測(cè)變化,數(shù)據(jù)必須中繼到地球進(jìn)行處理,而這通常需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天時(shí)間,從而限制了人們識(shí)別自然災(zāi)害等事件、迅速應(yīng)對(duì)的能力。

  在最新研究中,研究團(tuán)隊(duì)在衛(wèi)星上訓(xùn)練了一個(gè)簡(jiǎn)單的模型RaVAEn,以從衛(wèi)星直接拍攝的空中圖像中檢測(cè)出云層的變化。該模型基于“小樣本學(xué)習(xí)”方法,當(dāng)模型只有幾個(gè)樣本可供訓(xùn)練時(shí),該方法使模型能夠?qū)W習(xí)最重要的特征,其關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是可將數(shù)據(jù)壓縮成更小的代表數(shù)據(jù),使模型得以更高效運(yùn)行。

  通常,開(kāi)發(fā)一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型需要幾輪訓(xùn)練,而新模型在約1.5秒內(nèi)就完成了訓(xùn)練階段(使用了1300多張圖像)。當(dāng)團(tuán)隊(duì)利用新數(shù)據(jù)測(cè)試該模型的性能時(shí),其會(huì)在約1/10秒內(nèi)自動(dòng)檢測(cè)到云是否存在。

  研究人員表示,該模型可很好地適應(yīng)不同的任務(wù),并使用其他形式的數(shù)據(jù)。他們目前打算開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的模型,以自動(dòng)區(qū)別對(duì)人類產(chǎn)生重大影響的變化(如洪水、火災(zāi)等)和自然變化(如不同季節(jié)樹(shù)葉顏色的變化)。另一個(gè)目標(biāo)是為更復(fù)雜的數(shù)據(jù),如高光譜衛(wèi)星拍攝的圖像開(kāi)發(fā)模型,以檢測(cè)甲烷泄漏,并應(yīng)對(duì)氣候變化。

  此外,傳統(tǒng)機(jī)載衛(wèi)星傳感器容易受到惡劣環(huán)境條件影響,因此需要定期校準(zhǔn),而在外層空間使用機(jī)器學(xué)習(xí)有助于克服這一難題。

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