全新应用 人工智能可以资助猜测火山爆发_火山_算法
一位来自华盛顿黄石火山不雅观测台(美国地质调查局旗下的部门)的科学家迈克尔·波兰表示,如果没有这些算法作为赞助工具,地质学家根本无法跟上卫星供应信息的脚步。英国利兹大学的一位火山学家安德鲁·胡珀领导开拓了一种算法,他表示这一算法该当能使大约8亿居住在火山附近的居民受益匪浅。“大约1400座火山可能在海面上爆发,”他说,“它们当中大约有100座火山处于监控之下,但其余的一大部分并没有被监控。”
本周,在华盛顿特区举行的美国地球物理同盟会议(AGU)上,该会议每半年举行一次,展示了两种预测火山爆发的方法。在过去的几年里,随着欧洲航天局的卫星Sentinel 1A和Sentinel 1B的发射,火山学领域致力于不雅观察火山周围陆地的运动情形。 Sentinel 1卫星利用一种称为雷达干涉丈量的技能,该技能能够比较发送到地球和从地球反射的雷达旗子暗记,以跟踪行星表面的变革。
火山爆发
这种方法已经是旧调重弹,但值得一提的是,每隔6天,Sentinel 1卫星都会重新检测一次地球上的每个地点,Sentinel团队能够迅速收到这些高分辨率的不雅观测结果。在英国,一个名为地震,火山的布局不雅观测和建模中央(COMET)的研究小组已经开始为天下火山建立一个称为“干涉图”的地面运动快照数据库。与COMET互助的胡珀说,考虑到学习型机器在其他领域的模式检测相称成功,我们顺理成章的想到了用自动检测覆盖来这个数据库。
地面运动的变革常日能反响火山下方的岩浆移动,但它不能完备预测火山爆发。与热景象卫星可以自动检测到的热点或灰烬羽流不同,地面移动可以帮助预测火山爆发,而不仅仅是指示它们的发生。“移动并不总是意味着火山会爆发,”胡珀说,“但是,在没有移动的情形下就直接爆发的情形很少。”
为了达到这一目标,团队必须教会他们的算法,不能轻易稠浊地面运动的大气变革。为此,胡珀的团队利用了一种称为独立身分剖析的技能,该技能能够将旗子暗记分解身分歧的部分:例如分层大气或短期湍流,以及火山火山口或侧翼的地面移位。该技能使他们能够捕捉最新的地面移动或移动速率变革,这两者都可能是未来火山爆发的迹象。
与此同时,由英国布里斯托尔大学的火山学家朱丽叶·比格斯领导的另一个COMET团队利用人工智能构建了第二种算法,被称为卷积神经网络。研究职员首先利用来自Sentinel前身Envisat的原始干涉图来演习他们的神经网络,他们有一些火山爆发的例子。只管该算法在剖析30,000个Sentinel干涉图方面取得了一些进展,但它的预测结果仍旧不尽如人意。该小组的另一位火山学家法宾·阿尔比诺说,目前他们只有少数的研究例子,而对付学习型机器来说,须要的是成千上万的例子。
为理解决这一问题,比格斯和她的同事创建了一个仿照火山喷发的合成数据集。阿尔比诺说,随着更多Sentinel示例被上传到算法中,预测结果将会越来越准确。
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