Инструмент ИИ моделирует сценарии наводнений с использованием реалистичных спутниковых изображений

Инструмент Искусственного Интеллекта MIT симулирует реалистичные изображения наводнений с помощью моделей, основанных на физике, помогая общинам визуализировать климатические риски и готовиться к ураганам.

Исследователи из MIT разработали инструмент на основе искусственного интеллекта, который сочетает генеративный AI с моделями, основанными на физике, для создания реалистичных спутниковых изображений потенциального наводнения.

Технология может предложить новый способ для сообществ визуализировать последствия штормов и принимать обоснованные решения о эвакуации и подготовке. Команда сделала доступным онлайн свой метод «Earth Intelligence Engine» для ознакомления других.

Команда проверила подход в Хьюстоне, Техас, моделируя наводнение, вызванное штормом, подобным урагану Харви.

Создав спутниковые изображения, которые отображают, как могут выглядеть определенные районы после такого события, исследователи сравнили результаты с реальными спутниковыми изображениями, сделанными после шторма Харви.

Их исследования показали, что сочетание искусственного интеллекта с физической моделью наводнения дает более точное представление о затоплении, чем просто использование искусственного интеллекта, который иногда дает нереалистичные результаты, например, затопление районов на большой высоте.

Инструмент использует метод машинного обучения, называемый условной генеративно-состязательной сетью (GAN). GAN состоит из двух нейронных сетей: одна генерирует синтетические изображения, а другая оценивает их точность по сравнению с реальными данными.

Несмотря на эффективность, процесс может приводить к визуальным неточностям или «галлюцинациям», если использовать его самостоятельно. Для повышения надежности команда интегрировала GAN с моделью, основанной на физике, которая учитывает реальные факторы, такие как траектории штормов, ветровые рисунки и инфраструктура противопаводковой защиты.

Исследователи считают, что это сочетание искусственного интеллекта и физики может усовершенствовать текущие методы коммуникации о риске наводнений, которые часто опираются на цветовые карты.

«Идея заключается в следующем: однажды мы сможем использовать это перед ураганом, где это предоставит дополнительный слой визуализации для общественности», — сказал Бьорн Лютенс, постдокторант, который возглавил исследование.

«Одним из самых больших вызовов является убеждение людей эвакуироваться, когда они находятся под угрозой. Возможно, это может стать еще одной визуализацией, которая поможет повысить готовность к действиям в чрезвычайных ситуациях», — добавил он.

Исследование, опубликованное в IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, выделяет потенциальное использование ИИ в контекстах, связанных с риском.