И как с его помощью избежать пожаров в лесном покрове.
В рамках удивительной задачи искусственного интеллекта в сообществе Омдены по созданию классификационной модели деревьев на спутниковых снимках для предотвращения пожаров и спасения жизней я отвечал за создание карты высот.
Немного о себе. Я из Леона, Гуанахуато, Мексика, и моя первая профессия - инженер-геоматик, специализирующийся на дистанционном зондировании, спутниковых снимках и программировании географических информационных систем (ГИС) в Университете Гуанахуато.
Кроме того, я получаю степень магистра в области науки о данных и работаю над решениями по устранению отставания в образовании в штате Гуанахуато с использованием ГИС и машинного обучения.
Как построить карту высот?
Теперь, как нам добраться до карты высот? И для чего мы это используем?
Это были основные вопросы, которые я задавал себе, учитывая, что в этом проекте я сделаю что-то великое для мира.
Во-первых, что такое карта высот?
Карта высот показывает различные отметки в регионе. Высота на картах отображается с помощью горизонталей (кривых уровня), полос одного цвета (с использованием обработки изображений) или числовых значений, дающих точные данные о высоте. Карты высот обычно известны как ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ.
Основной процесс получения карты высот
Что нужно создать?
- Цифровая модель рельефа (ЦМР).
Цифровая модель рельефа - это специализированная база данных, которая представляет рельеф поверхности между точками с известной высотой. Это цифровое представление высоты поверхности суши.
2. Кривые уровня (контурная линия).
Изолинии - это наиболее распространенный метод отображения рельефа и высот на стандартной топографической карте. Контурная линия представляет собой воображаемую линию земли над или под уровнем моря. Контурные линии образуют круги (или уходят за пределы карты). Внутренняя часть круга - это вершина холма.
Мы работали с ЦМР для создания горизонтальных линий, используя программное обеспечение ГИС с открытым исходным кодом, в данном случае мы использовали программу ГИС под названием QGIS с подключаемым модулем под названием Контур, который использует отметки матрицы высот для определения кривых уровня и получения модели горизонтальных линий исследуемой области (можно определить расстояние между каждой кривой уровня, которое в данном случае происходит через каждые два метра).
3. Неправильная триангулированная сеть (TIN).
Затем нам понадобится треугольная нерегулярная сеть (TIN) с векторными линиями и трехмерными координатами (x, y, z). Модель TIN представляет поверхность как набор смежных неперекрывающихся треугольников.
Мы применили вычислительную геометрию (триангуляцию Делоне) для создания TIN.
Триангуляции Делоне широко используются в научных вычислениях во многих различных приложениях. Хотя существует множество алгоритмов для вычисления триангуляции, именно благоприятные геометрические свойства триангуляции Делоне делают ее такой полезной.
Для моделирования местности или других объектов с набором точек выборки триангуляция Делоне дает хороший набор треугольников для использования в качестве полигонов в модели. В частности, триангуляция Делоне избегает узких треугольников (поскольку они имеют большие описанные окружности по сравнению с их площадью).
4. Цифровая модель местности (ЦМР).
ЦММ - это набор векторных данных, состоящий из точек с регулярным интервалом и естественных объектов, таких как гребни и изломы. ЦМР дополняет ЦМР за счет включения линейных элементов обнаженной земли.
ЦММ обычно создаются с помощью стереофотограмметрии, но в этом случае мы загрузили точечную поверхность местности.
Точки называются точками LiDAR, это совокупность точек, представляющая трехмерную форму или объект. Каждая точка имеет собственный набор координат X, Y и Z и в некоторых случаях дополнительные атрибуты. Мы можем думать об облаке точек как о совокупности множества точек, преобразованных в ЦММ с помощью программного обеспечения с открытым исходным кодом ГИС.
Результаты, достижения:
После применения предыдущих методов в контексте идентификации деревьев мы получили следующие результаты.
- Наша цифровая модель рельефа
2. Контурные линии
3. Наша триангулированная нерегулярная сеть
4. Цифровая модель местности
Эти результаты являются частью общего решения по идентификации деревьев вблизи электростанций и позволяют нам находить и определять высоты лесного покрова, а также характеристики земли либо для геологических целей (определение землепользования), либо для лесного хозяйства. (контроль охраняемых природных территорий) или для предотвращения пожаров в зонах повышенного риска (антропные причины).
Карта высот может оказать большую помощь государственным учреждениям в выполнении пространственного анализа, управлении большими объемами пространственных данных и создании картографически привлекательных карт для помощи в принятии решений. Это повышает эффективность и производительность служб реагирования, предоставляя им быстрый доступ к критически важным данным во время инцидента.
Мой опыт участия в этом проекте
Участие в сообществе Омдены помогло мне расти как исследователю, я много узнал о процессах такого высокоэффективного проекта, как этот, и что совместная работа всегда приносит отличные результаты.
Я хотел бы участвовать в большем количестве подобных проектов и поощрять новые поколения к инновациям и участию в науке и технологиях.
Омдена - отличная семья, в которой есть члены со всего мира, каждый из которых имеет отличная история и карьера.
Я надеюсь, что когда-нибудь стану такими же хорошими исследователями, как они. Большое спасибо за эту возможность стать частью чего-то удивительного для мира.
Хотите принять участие в испытании искусственного интеллекта? Подай заявку здесь, чтобы стать частью нашей семьи.
Если вы хотите получать новости о наших задачах искусственного интеллекта, получать интервью с экспертами и практические советы по развитию ваших навыков искусственного интеллекта, подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку новостей.
