人工智能将古代地图转换成卫星图像

Images: Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco/IEEE
A map created in 1808 by José Fernandes Portugal, which portrays the landscape around what is modern day Recife, in Brazil (left). The map was the basis for this image (right) generated using AI.

古代地图可以帮助我们了解几个世纪前的风景。但是如果我们用现代的镜头来观察这些古老的地图,我们会看到什么呢?

Henrique Andrade是佩南布哥大学埃斯科拉政治学院的学生,他已经研究了他家乡巴西Recife的地图好几年了。他说:“我收集了所有这些地图的电子版,最后发现了关于我家乡那些并不广为人知的东西。我觉得在Recife,人们无法接触到自己的过去,这使得他们很难理解自己是谁,也很难理解他们能为自己的未来做些什么。”

Andrade找到了他所在大学的教授Bruno Fernandes,并提出了这样一个想法:开发一种机器学习算法,可以将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如何随着时间的推移而发生变化,包括城市化对社会和经济的影响。

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而工作。第一个网络根据输入集创建图像,而第二个网络则判断生成的图像是否是假的。然后训练这些网络互相纠错,最终根据提供的历史数据创建逼真的图像。

Andrade和Fernandes在2020年9月24日发表在IEEE Geoscience and Remote Sensing快报上的一项研究中描述了其研究方法。在这项研究中,他们拍摄了一张1808年的Recife地图,并生成了该地区的现代图像。

Images: Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco/IEEE
An AI-generated image of the region around Recife in 1808, in contrast to a real satellite image of the area taken in 2020 (right).

Andrade解释说:“当你看这些图片时,你能够更好地了解这座城市200年来的变化。城市的地理环境发生了巨大的变化,垃圾填埋场减少了水体,绿地都被人类的生产生活所占据了。”

他说,这种人工智能方法的一个优点是它需要相对较少的输入量;然而,输入需要一些历史背景,并且生成的图像的分辨率低于研究人员希望的分辨率。

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

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