對於森林大火的肆虐,AI 能做些什麼?

超神經HyperAI發表於2019-04-09

對於無法消除的森林火災問題,AI 技術結合衛星影象,能夠在救災過程過程中作出及時合理的見解,幫助人們將損失降到最低。

4 月 4 日,四川涼山的森林大火罹難者又增加了一位,這場無情的災難中,遇難的救火人員總數達到了 31 位。這是一個令人沉痛的數字。

森林火災沒有辦法完全避免,我們也經常在報導中,聽聞火災帶來的巨大損失。那麼對於森林大火的,有沒有能夠抵擋的方式呢?

在救災工作中,及時掌握全面而準確的資訊,以實現資源的合理分配,是至關重要的。而現在,基於 AI 的技術,正在發揮著一些作用,它能夠幫助我們與時間賽跑,挽回更多生命和損失。

也許在下一次面對大火的時候, AI 能夠幫助我們抵擋住野火的肆虐。

在火災中發揮作用的 AI 技術

在去年損失慘重的加州大火中,就有一家叫 CrowdAI 的公司通過衛星資料,綜合影象視覺技術參與了救援。

CrowdAI 使用 Spacenet 和 Deepglobe 的衛星影象,以及 DigitalGlobe 和 Planet Labs 的資料,訓練卷積神經網路。

只需一秒鐘的時間,就能預測和評估受災程度,再將評估結果報告給救援指揮中心,幫助科學調配救援資源,制定更科學的救援方案。

對衛星影象實現建築物的識別

藉助於 CrowdAI 自定義的深度學習模型,除了標註常規的房屋建築,還擴大到了獨立結構,比如車棚、公用設施棚和穀倉等。

在那一次的火災中,從衛星影象中識別出結構後,根據受災前後的影象對比, AI 模型用紅點標識出損壞所在的位置。

對受損建築等用紅點標記

擴充到整個地區,通過標記點的數量定出受災的嚴重程度,就能用不同的顏色區別出受災的程度。

最後在 Google Earth 或 ArcGIS 上標記出來,就能為救災和重建工作做出指導。

不同區域的受災程度

對於不斷追求評估速度的目標,CrowdAI 的創始人兼執行長 Devaki Raj 說到,「當災難發生時,我們必須要快速的給出預測,這就是我們需要這種速度的原因。」

很多救援人員和級政府官員,通過這些快速生成的資料,更合理的協調了救援工作,這提升瞭解決緊要問題的效率。

為了儘可能準確的完成受災情況的評估,之前的方法需要很大量的資料訓練,但 CrowdAI 的機器學習負責人Jigar Doshi 提到,「因為機器視覺技術已經很成熟了,我們不需要訓練很大的模型(對受災情況),就能進行有效的評估。」

衛星資料在 AI 引導下的人文關懷

CrowdAI 利用衛星影象,通過計算機視覺等技術,提供資料服務,稍有不同的是,他們把精力主要投入在了自然災害方面。

CrowdAI 還與 Facebook AI 進行過合作,研究颶風和火災造成損失的評估工作。他們的研究成果《From Satellite Imagery to Disaster Insights》也被 NeurIPS 會議所接受。

(https://aiforsocialgood.github.io/2018/pdfs/track1/23_aisg_neurips2018.pdf)

在論文中,他們的研究獲到了很好的成績:在 2017 年德克薩斯州附近被颶風哈維損壞的道路識別時,達到了 88.8% 的準確率,而在 Santa Rosa 火災中識別損壞建築物時準確率達到了 81.1%。

通過對比災難前後的圖片資料,並且與人工提取作對比,計算出災害影響指數( DII )

而在災難預測的方面, CrowdAI 也在探索能夠預測到的災害模型,據稱,他們在嘗試通過整合風力、降水和社交媒體等資料,積極開發能超越衛星影象的深度學習工具。

對抗火災,AI 在前進

除了 CrowdAI ,也有其他的公司和機構正在做著相似的努力。

大自然保護協會,正在利用小型衛星的影象和 AI 技術,引進森林的消防工具。通過數量眾多的小型衛星,拍攝而成的高清圖片,對森林狀況進行實時的監控,通過 AI 的資料分析,能夠及時的作出預防和報警。

還有一家叫做 Salo Science 的公司,正在通過 AI 技術,研究對森林火災風險評定的工作。他們在開發的 AI 產品,同樣是基於衛星影象和資料,通過對樹木等情況,綜合地形,地勢,可積燃物等因素的分析,給消防人員提供森林的區域地形圖以及風險指示資料。幫助他們在危險來臨時,作出更好的選擇。

Salo Science 所分析的加州野火和木材採伐造成森林損失的資料

此外,對於消防機器人的研究,也一直在進步。在前段時間的報導中,蕭山消防機器人就在一場大火中大顯身手,通過沖進火場、偵查探路、與消防人員協同作戰,最終成功滅火。但消防機器人還不夠智慧,不能應對複雜的地形,目前也不能單獨進行救災。

也許,在不久的將來,這些結合了 AI 或者機器人的應用,能夠降服可怕的火災。

谷歌和麥肯錫全球研究所做過一份報告,主旨是關於 AI 造福人類的案例,報告中提到,「 AI 能更準確地提供救援工作和應急準備,相比於人類救援要更快速,而且適用範圍更廣。」

期待 AI 能夠制服火災的那一天!

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