科學(xué)家利用衛(wèi)星測繪貧困地圖 助力非洲城市化發(fā)展

作者： 2016年08月23日 來源：中國儀表網(wǎng) 瀏覽量：
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只有當(dāng)你知道他們在哪里時，才能解決這個世界上的問題。例如，這也就是為什么對聯(lián)合國（UN）而言，在非洲跟蹤貧困至關(guān)重要——UN在2015年發(fā)起了一項(xiàng)在全球抵制貧困的運(yùn)動。然而在地面上搜集數(shù)據(jù)往往是危險、緩慢及昂
只有當(dāng)你知道他們在哪里時，才能解決這個世界上的問題。例如，這也就是為什么對聯(lián)合國（UN）而言，在非洲跟蹤貧困至關(guān)重要——UN在2015年發(fā)起了一項(xiàng)在全球抵制貧困的運(yùn)動。然而在地面上搜集數(shù)據(jù)往往是危險、緩慢及昂貴的。如今，一項(xiàng)研究利用衛(wèi)星圖像及機(jī)器學(xué)習(xí)給出了一個新的選擇——從太空繪制貧困地圖。
　　
　　人造衛(wèi)星上攜帶的高性能照相機(jī)一直在不斷捕捉地球的照片，并且科學(xué)家尋思，是否可以通過分析圖像來調(diào)查貧困問題。
　　
　　科學(xué)家所作的第一種此類嘗試依賴于夜晚拍攝的地球圖像。電燈發(fā)出的燈光繪制了一個地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)光圖，粗略地顯示了富人和窮人都生活在哪里。但是在晚上，適度的經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)看起來與絕對貧困地區(qū)——依據(jù)世界銀行的定義每天花銷不足1.9美元的地區(qū)——并沒有太大的差別。
　　
　　因此由美國加利福尼亞州帕洛阿爾托市斯坦福大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Marshall Burke率領(lǐng)的一個社會學(xué)家和計算機(jī)科學(xué)家研究團(tuán)隊(duì)，對衛(wèi)星日間圖像進(jìn)行了篩選。這些圖像也僅僅顯示出了絕對貧困地區(qū)和中等貧困地區(qū)之間的一些細(xì)微差別。兩者都具有泥濘的、坑坑洼洼的道路，蜿蜒地延伸到一個個小村莊。但白天的圖像包括了其他一些關(guān)鍵指標(biāo)：與最近的水源或最近的城市市場有多遠(yuǎn)？農(nóng)田在哪里？
　　
　　從這些細(xì)微的暗示得出結(jié)論甚至超越了一名訓(xùn)練有素的專家的能力范疇——但可能難不倒一臺計算機(jī)。
　　
　　使具有多個變量的大數(shù)據(jù)集變得有意義是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一個經(jīng)典挑戰(zhàn)。其策略大致如下：首先得到一個目標(biāo)變量是已知的數(shù)據(jù)集，在這種情況下通常為人均收入。隨后，在這些數(shù)據(jù)的一個子集的基礎(chǔ)上訓(xùn)練計算機(jī)，從而創(chuàng)建一個統(tǒng)計模型，能夠準(zhǔn)確預(yù)測其余數(shù)據(jù)中的隱藏變量。
　　
　　Burke的研究小組使用一種被稱為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，徹底改變了機(jī)器視覺領(lǐng)域。研究人員專注于5個非洲國家——尼日利亞、坦桑尼亞、烏干達(dá)、馬拉維和盧旺達(dá)。這些國家都有很大比例的人口生活在絕對貧困地區(qū)，并且來自地面的良好調(diào)查數(shù)據(jù)為計算機(jī)作出的任何預(yù)測提供了依據(jù)。
　　
　　研究人員指出，對于繪制非洲貧困狀況來說，白天的衛(wèi)星圖像比夜晚圖像好得多。與后者相比，前者預(yù)測某一地區(qū)處于絕對貧困線以下情況的準(zhǔn)確率為81%，并且在預(yù)測收入不足這一數(shù)字一半的某些地區(qū)時的準(zhǔn)確率為99%。
　　
　　研究人員在8月19日出版的美國《科學(xué)》雜志上報告了這一研究成果。
　　
　　并未參與該項(xiàng)研究的紐約州帕利塞茲市哥倫比亞大學(xué)地球研究所政治學(xué)家Marc Levy表示，依然需要用地面調(diào)查來構(gòu)建及驗(yàn)證這一工具。但他說，這項(xiàng)研究表明衛(wèi)星圖像加上地面調(diào)查“將比任何一種單獨(dú)方式更為強(qiáng)大”，特別是在那些進(jìn)行地面調(diào)查很困難甚至不可能的地區(qū)。
　　
　　Levy強(qiáng)調(diào)，將這項(xiàng)技術(shù)推廣到全世界其他地區(qū)也將具有重要意義。“與作為一個整體與世界其他地區(qū)相比，這5個國家彼此之間更為相似?！彼f，例如，非洲是最后一個“抵抗”城市化趨勢的地區(qū)——這里的大多數(shù)人依然生活在農(nóng)村?！霸谄渌鞘谢瘒沂褂眠@項(xiàng)研究所涉及的技術(shù)可能要難得多，盡管它依然能夠奏效?！?BR>　　
　?。ㄔ瓨?biāo)題：科學(xué)家用衛(wèi)星繪制貧困地圖）
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標(biāo)簽：衛(wèi)星測繪

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