Ny AI läser av trädhöjder med hjälp av satellitbilder

Den nya modellen är ett konvolutionellt neuralt nätverk (CNN). Det vill säga, algoritmen lägger på ett filter

en mask på 3×3 pixlar på en satellitbild för att få information om ljusstyrkans karaktär i bilden.

Under utvecklingen använde forskare miljonerExempel på bilder från två Copernicus Sentinel-2-satelliter som drivs av European Space Agency (ESA). Dessa satelliter registrerar varje plats på jorden var femte dag med en upplösning på 10-10 meter per pixel. Resultatet är bilder av högsta kvalitet som finns tillgängliga för närvarande.

För att beräkna höjden på träden användes data som erhölls under NASA GEDI-uppdraget.

"Mission GEDI tillhandahåller globaltdistribuerade olika data om vegetationens höjd mellan 51 grader nordlig och sydlig latitud, så i processen att lära sig ser datorn många olika typer av vegetation, förklarar en av forskarna.

Den resulterande modellen kan automatiskt uppskatta vegetationshöjden från över 250 000 bilder (cirka 160 TB data).

Den höga effektiviteten hos det neurala nätverket är också förknippat medDet faktum att forskarna använde inte ett CNN, utan fem. De tränade oberoende av varandra, och var och en av dem gjorde sin egen uppskattning av trädets höjd. Modellen tar också hänsyn till osäkerheten i själva datan: om till exempel satellitbilden är disig är osäkerheten högre än under goda atmosfäriska förhållanden.

”En viktig aspekt för oss var att informeraanvändare om uppskattningsosäkerhet”, säger Lang, en av forskarna. – Om alla modeller matchar så är svaret tydligt utifrån träningsdatan. Om modellerna kommer fram till olika svar betyder det att det finns mer osäkerhet i skattningen.” 

Global karta erhållen med hjälp av ett neuralt nätverkhöjden på växtkronan kommer att hjälpa ekologer att övervaka klimatförändringarna. Det kan också vara av intresse för regeringar och administrativa organ. 

"Med Sentinel-2 kan vegetationshöjder räknas om var femte dag, vilket gör att du kan spåra avskogning i regnskogen", säger Lang.

Läs mer:

Den har jagats i århundraden: vad vet vi om planeten Vulcan bredvid solen

Fysiker har experimentellt bekräftat en ny grundläggande lag för vätskor

Astronomer har hittat källan till mystiska radioskurar som kommer från rymden