科学家开发机器学习算法,把古代绘本地图转换为“卫星图像”

大数据文摘出品

来源:IEEE

编译:Cindy

上图左边是由葡萄牙人Jose Fernandes于1808年绘制的地图,描绘了今日巴西累西腓周围的风景,在它的基础上,AI生成了右边这张地图。

古代地图让我们得以一瞥几个世纪前的风景。但是如果我们用现代的镜头来观察这些旧地图,我们会看到什么呢?

恩里克·安德拉德(Henrique Andrade)是累西腓伯南布哥大学(Escola Politecnica da Universidade de Pernambuco)的一名学生,他多年来一直在研究家乡巴西累西腓的地图。他说:“我收集了所有这些地图的电子副本,最终发现了我家乡鲜为人知的一些东西。”

“我觉得累西腓的人被剥夺了了解自己过去的权利,这让他们很难理解自己是谁,也很难理解他们能对自己的未来做些什么。”

Andrade找到了他所在大学的教授布鲁诺·费尔南德斯(Bruno Fernandes),提出了一个想法:开发一种机器学习算法,可以把旧地图转换成谷歌卫星图像。他认为,这种方法可以让人们了解土地利用是如何随时间变化的,包括城市化的社会和经济影响。

为了实现这个项目,他们使用了一个现有的人工智能工具Pix2pix,它依赖于两个神经网络。第一个网络根据输入集创建图像,而第二个网络决定生成的图像是否为假的。然后,这些网络被训练来互相欺骗,并最终根据提供的历史数据创造出逼真的图像。

Andrade和Fernandes在2020年9月24日发表在IEEE地球科学和遥感通讯上的一项研究中描述了他们的方法。在这项研究中,他们拍摄了一幅1808年的累西腓地图,并生成了该地区的现代图像。

这是1808年人工智能生成的累西腓周边地区的图像,与2020年拍摄的该地区的真实卫星图像形成对比(右图)。

“当你看着这些照片时,你会更好地了解这个城市在200年里发生了怎样的变化,”Andrade解释说。“这个城市的地理环境已经发生了巨大变化——垃圾填埋场减少了水体,绿色区域都被人类活动破坏了。”

他表示,这种人工智能方法的一个优点是,它需要的输入量相对较小;然而,输入需要一些历史背景,而生成的图像的分辨率低于研究人员的期望。

Andrade说:“接下来,我们正在努力提高图像的分辨率,并在不同的输入上进行实验。”他认为这种产生过去现代形象的方法是广泛适用的,并指出它可以应用于不同的地点,也可以被城市规划者、人类学家和历史学家使用。

相关报道:

https://spectrum.ieee.org/tech-talk/artificial-intelligence/machine-learning/ai-ancient-maps-satellite-images

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