Der ChatGPT für die Erde ist erschaffen worden. Google AI komprimiert den menschlichen Planeten in 64 Dimensionen, und die "Gottessicht" im Meterbereich von 10 kann sofort geöffnet werden.

Google DeepMind öffnet die „Gottessicht“: Das neue Meisterwerk AlphaEarth Foundations ist erschütternd online gegangen. Mit einer Auflösung von 10 Metern wird ein bisher nie dagewesener digitaler Bilderrahmen der Erde geschaffen. Internetnutzer rufen: Ist das nicht einfach der „ChatGPT der Erde“?

Gerade hat die Alpha-Familie wieder ein neues Mitglied bekommen!

Diesmal hilft Google DeepMind den Menschen, die „Gottessicht“ zu eröffnen – das neue AlphaEarth Foundations zeichnet die gesamte Erde mit erstaunlichen Details ab.

Es integriert petabytegroße Erdbeobachtungsdaten und kann eine einheitliche Datenrepräsentation generieren.

Genauer gesagt verdichtet AlphaEarth Foundations die Informationen jedes 10x10-Meter-Gitters der Erde zu effizienten Daten, insgesamt 64 Dimensionen.

Eine Auflösung von 10 Metern reicht aus, um jeden Winkel der Erde zu erkennen.

Google hat das Wesen eines Jahres an multisource-Satellitendaten in jedem 10x10-Meter-Pixel verdichtet.

Das Besondere an AlphaEarth Foundations liegt in seiner starken Fähigkeit zur „Merkmalslernen“.

Durch komplexe Embedding-Techniken kann das Modell Schlüsselmerkmale aus optischen, Radar- und 3D-Daten extrahieren und so Strand und Wüste, Wald und Ackerland leicht unterscheiden.

Diese Fähigkeit lässt es in der Leistung andere KI und herkömmliche Methoden übertreffen, und die Fehlerrate sinkt um 24%.

Am gleichen Tag hat das Google-Team auch einen 63-seitigen, umfassenden technischen Bericht herausgegeben.

Link zur Studie: https://storage.googleapis.com/deepmind-media/DeepMind.com/Blog/alphaearth-foundations-helps-map-our-planet-in-unprecedented-detail/alphaearth-foundations.pdf

AlphaEarth Foundations ist wie ein „virtueller Satellit“ und bietet den Menschen ein Fenster, um den Puls der Erde zu erfassen.

Es ermöglicht es Wissenschaftlern, die Erdbewegungen schneller und effizienter zu analysieren, die Gesundheit von Pflanzen zu überwachen, die Abholzung von Wäldern zu verfolgen und globale Probleme wie den Klimawandel anzugehen.

Ein Internetnutzer lobt Google ausdrücklich und sagt, dass es einen wichtigen Schritt auf dem Weg zum Aufbau des „ChatGPT der Erde“ gemacht hat.

Die Frage ist: Warum brauchen wir ein KI-Modell der Erde?

Der KI-„virtuelle Satellit“ taucht auf, 64-dimensionale Ultrapräzision

Jeden Tag erfassen Satelliten von Weltraum aus jede Veränderung der Erde und generieren eine riesige Menge an Bildern und Beobachtungsdaten.

Diese Daten bieten Wissenschaftlern und Entscheidungsträgern eine fast Echtzeitübersicht der Erde.

In den letzten 15 Jahren haben die auf der Earth Engine-Plattform verfügbaren Erdbeobachtungsbilder und geospatialen Daten unsere Art, die Erde zu verstehen, vollständig verändert.

Aber ihre Komplexität, Multimodalität und die Aktualisierungsrate haben eine neue Herausforderung geschaffen: Wie kann man heterogene Datensätze verbinden und effizient nutzen?

Die Entstehung von AlphaEarth Foundations wird das Geheimwaffe, um dieses Problem zu lösen.

Es ist ein KI-Modell, das als „virtueller Satellit“ bezeichnet werden kann. Es kann eine riesige Menge an Erdbeobachtungsdaten in einem Computersystem integrieren und eine einheitliche digitale Repräsentation (das sogenannte „Embedding“) einfach verarbeiten.

Schließlich zeichnet es alle Landmassen und Küstengewässer der Erde mit bisher nie dagewesener Präzision ab.

AlphaEarth Foundations bietet nicht nur Wissenschaftlern ein kompletteres und konsistenteres Bild der Erdentwicklung, sondern hilft ihnen auch, in Bereichen wie Ernährungssicherheit, Abholzung, städtische Expansion und Wassermanagement kluge Entscheidungen zu treffen.

Funktionsweise

Durch die Lösung der beiden Herausforderungen „Datenüberlastung“ und „Informationsinkonsistenz“ bietet AlphaEarth Foundations eine neue Perspektive, um die Erde zu verstehen.

Zunächst integriert es eine riesige Menge an Informationen aus mehreren Dutzend verschiedenen öffentlichen Quellen, darunter optische Satellitenbilder, Radar, 3D-Laser-Mapping und Klimasimulationen.

Nachdem es alle Informationen zusammengeführt hat, analysiert es die Weltlandmassen und Küstengewässer mit einer klaren Ultrapräzision von 10x10 Metern und verfolgt die Veränderungen der Erde im Laufe der Zeit.

Zweitens macht es diese Daten einfach nutzbar.

Die Schlüsselinnovation dieses Systems liegt darin, dass es für jede Quadratregion eine hochkompakte digitale Zusammenfassung erstellen kann.

Im Vergleich zu anderen KI-Systemen reduziert diese Zusammenfassung den Speicherbedarf um das 16-fache und senkt deutlich die Kosten für die Analyse auf planetarer Ebene.

Dieser Durchbruch ermöglicht es Wissenschaftlern, etwas zu tun, was bisher unmöglich war: auf Wunsch detaillierte und konsistente Weltkarten zu erstellen.

Funktionsweise von AlphaEarth Foundations: Es extrahiert ungleichmäßig gesampelte Frames aus Videosequenzen, um den Ort eines beliebigen Zeitpunkts zu indizieren. Dies hilft dem Modell, eine kontinuierliche Ansicht dieses Ortes zu erstellen und gleichzeitig eine große Menge an Messdaten zu interpretieren.

Ob beim Überwachen der Pflanzenhealth, beim Verfolgen der Abholzung von Wäldern oder beim Beobachten von neuen Gebäuden, Wissenschaftler müssen sich nicht mehr nur auf einen Satelliten verlassen, der über ihnen hinweggleitet.

Jetzt haben sie eine neue Art von „geospatialem Datenfundament“.

Nach strengen Tests hat AlphaEarth Foundations auch eine beispiellose Genauigkeit gezeigt.

Es hat sich in verschiedenen Aufgaben in verschiedenen Zeiträumen ausgezeichnet, einschließlich der Identifizierung von Landnutzung und der Schätzung von Oberflächenattributen.

Wichtig ist, dass selbst wenn markierte Daten knapp sind, seine Fehlerrate im Durchschnitt 24% niedriger ist als bei anderen Modellen, was eine hervorragende Lernleistung zeigt.

Der Prozess, wie das globale Embedding-Feld in einzelne Embeddings zerlegt wird (von links nach rechts). Jedes Embedding enthält 64 Komponenten, die auf Koordinatenpunkte auf einer 64-dimensionalen Kugel abgebildet werden.

In den so erzeugten Karten können drei der 64 Dimensionen von AlphaEarth Foundations-Embeddings jeweils mit Rot, Grün und Blau gefärbt werden, um die reichen Details unserer Welt sichtbar zu machen.

In Ecuador kann das Modell die dauernden Wolken durchdringen und Ackerflächen in verschiedenen Entwicklungsphasen detailliert darstellen.

Anderswo zeichnet es deutlich die komplizierte Oberfläche der Antarktis – eine Region, die aufgrund unregelmäßiger Satellitenbilder sehr schwer abzubilden ist.

Darüber hinaus zeigt es auch die mit bloßem Auge nicht sichtbaren Unterschiede in der landwirtschaftlichen Landnutzung in Kanada.

Als Nächstes werden wir die Stärken der von AlphaEarth Foundations generierten Datensätze im Detail aufschlüsseln.

10x10 Pixel, ein Jahr an Daten verdichtet

Das Google-Team hat mit AlphaEarth Foundations eine globale vorkalkulierte Embedding-Datensatz mit einer Auflösung von 10 Metern pro Jahr ab 2017 erstellt.

Diese „Embedding“-Bilder sehen aus wie normale Earth Engine-Bildersammlungen, aber sie integrieren die von KI ermöglichte Merkmalserfassungskapazität in jedes Pixel.

Was genau steckt in den „Embedding“-Vektoren?

· Multisource-Messdaten

Die Embedding-Vektoren lernen aus verschiedenen Datenquellen und erfassen die semantischen Informationen der Oberflächenattribute.

Beispielsweise spiegelt das Embedding eines Pixels nicht nur seine spektralen Eigenschaften wider, sondern auch die Umgebung, saisonalen Veränderungen (wie Pflanzenphänologie, Schneebedeckung) sowie topografische und klimatische Merkmale.