Порівняння “супутникового” зображення 1808 року(зліва) та 2020. Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco/IEEE
Бразильські інженери за допомогою алгоритму Pix2pix та генеративної змагальної мережі осучаснили давні мапи та перетворили їх на супутникові зображення на кшталт Google Maps. Оновлені карти можуть відображати соціально-економічні наслідки урбанізації місцевостей та зміни в ландшафті, повідомляють вчені у своїй статті, опублікованій в журналі IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters.
Навіщо модернізувати давні мапи?
Стародавні мапи можуть дати нам величезну кількість інформації: від зміни ландшафтів місцевості до подробиць соціально-економічного життя певного регіону. І на думку інженерів з Політехнічного коледжу в Ресіфі, одним із методів заохочення інтересу до використання історичних карт як джерела інформації, може стати переформатування їх у більш звичний вигляд. Наприклад, в стилі супутникових мап Google Maps. Тому вчені вирішили розробити алгоритм машинного навчання, який міг би перетворювати старі мапи в супутникові зображення Google. На їх думку, такий підхід для “створення сучасних образів минулого” дасть змогу містобудівникам, антропологам та історикам спиратися на історичний бекграунд місцевості й розширювати контекст їхніх досліджень.
Як мапи перетворили на супутникові зображення?
Щоб реалізувати свій задум, вчені використовували вже відомий інструмент штучного інтелекту Pix2pix та генеративну змагальну мережу(Generative Adversarial Network, GAN). Таким чином, це дві нейромережі, де перша створює зображення на основі давньої мапи, а друга мережа вирішує, чи є згенероване зображення підробкою. Потім мережі навчаються “обдурювати” один одного і в кінцевому підсумку створюють реалістичні зображення на основі наданих історичних даних. Вчені повідомляють, що перевага такого підходу полягає в тому, що він вимагає відносно невеликого обсягу введених даних. Надалі вчені планують розширити можливості алгоритму та навчитися додавати культурний та історичний контекст, а також підвищити роздільну здатність зображення.
Що вчені дізналися?
Для свого дослідження інженери взяли мапу бразильського міста Ресіфі 1808 року та сучасні супутникові зображення цього регіону. Їм вдалося синтезувати більш актуальну версію мапи, додавши до неї додатковий контекст: зміни в архітектурній розбудові міста і зміну природного середовища. Учасник дослідження, Енріке Андраде (Henrique J. A. Andrade) говорить що йому вистачило одного погляду на нове зображення, щоб одразу помітити зміни міста за 200 років: як звалища зменшили кількість водойм, а зелені зони зникли в результаті діяльності людини.