Искусственный интеллект и большие данные позволили создать первые глобальные карты ключевых характеристик растительности

Исследователи из Университета Валенсии (UV) с помощью методов искусственного интеллекта и больших данных создали первые в мире глобальные карты содержания фосфора и азота в растительности, а также эффективности использования воды. Применение этих карт может принести пользу в таких областях, как биоразнообразие, сельское хозяйство и адаптация видов к изменению климата.

Методы искусственного интеллекта (ИИ) и массивы спутниковых данных Google позволили сгенерировать первые глобальные карты по параметрам растительности, которые ранее были доступны только локально. Разработанная методика использует облачные вычисления Google для обработки тысяч изображений от NASA и ESA, что обеспечивает создание и мониторинг глобальной растительности с высоким пространственным и временным разрешением. Исследования выявили интересные закономерности в ключевых параметрах, связанных с изменением климата, таких как содержание фосфора, азота и состояние листвы.

«Математические инструменты — это модели машинного обучения, которые изучают взаимосвязь между спутниковыми снимками и наземными измерениями. Обучившись на множестве пар "наблюдение-измерение", эта модель может экстраполировать знания на любую другую локацию и время для создания карт оценок», — объясняет Мануэль Кампос-Табеннер, исследователь ERS. В данном случае были созданы глобальные карты биогеофизических параметров для мониторинга растительности, но методика применима и для других переменных, связанных не только с сушей, но и с водой и качеством воздуха.

По словам ученых, новые карты найдут применение в точном земледелии, изучении биоразнообразия и адаптации видов к изменению климата. «Исследование не только является концептуальным доказательством возможностей сочетания машинного обучения и дистанционного зондирования, но и открывает двери для будущих научных работ, использующих подобные карты», — отмечает профессор электронной инженерии Гастау Кампс-Вальс.

В исследованиях участвовал Стивен В. Ранинг из Университета Монтаны, ведущий автор четвертого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), что принесло ему Нобелевскую премию мира в 2007 году. Он высоко оценил работу: «То, что сделали Альваро Морено и его коллеги, впечатляет. Теперь, с компьютером, подключенным к интернету, можно делать вещи, которые ESA или NASA не делали за 50 лет своего существования».