Обзор междисциплинарных исследований искусственного интеллекта и науки дистанционного зондирования: текущее состояние и перспективы

HE Wei ,  

WANG Zijie ,  

SUN Genyun ,  

CHENG Gong ,  

TANG Xu ,  

WU Chen ,  

HE Liming ,  

REN Huazhong ,  

HU Ting ,  

FENG Shou ,  

NIE Sheng ,  

WU Shangrong ,  

GAO Han ,  

FENG Jie ,  

HANG Renlong ,  

DING Yun ,  

ZHANG Rui ,  

YE Yuanxin ,  

MA Xianping ,  

ZHAO Dan ,  

LI Zhenhai ,  

SU Hua ,  

XU Nan ,  

CHEN Chao ,  

MA Ailong ,  

ZHU Qiqi ,  

YAN Kai ,  

JIA Mingming ,  

ZHANG Hongsheng ,  

LUO Yi ,  

摘要

Быстрое развитие искусственного интеллекта стимулирует переход науки дистанционного зондирования с парадигмы «преобладающего наблюдения» к парадигме «интеллектуального восприятия». В условиях стремительного расширения масштабов наблюдений, характеризующихся многомодальными гетерогенными и высокоразмерными особенностями, традиционные методы интерпретации испытывают сложности с удовлетворением практических требований по эффективности, точности и масштабируемости. Искусственный интеллект, представленный глубоким обучением и крупными моделями, обеспечивает новые теоретические основы и технические пути для автоматического извлечения признаков, мультимодального слияния и глубокого открытия знаний в сложных земных системах. В последние годы интеграция данных дистанционного зондирования с использованием искусственного интеллекта все более углубляется в многочисленных типах наблюдательных данных (высокоточное оптическое, гиперспектральное, SAR, LiDAR и др.) и интеллектуальных задачах (классификация, детекция, сегментация, обнаружение изменений и когнитивные большие модели), демонстрируя потенциал для перестройки моделей восприятия и повышения интеллектуальности принятия решений в важнейших областях применения: геология, экология, сельское хозяйство, урбанистика и мониторинг катастроф. Однако актуальные исследования сталкиваются с проблемами недостаточной интеграции механизмов наблюдений с моделями, ограниченной способностью к обобщению по регионам и модальностям, а также необходимостью повышения объяснимости и надежности интеллектуальных систем. В связи с этим настоящая работа системно рассматривает последние достижения искусственного интеллекта в науке дистанционного зондирования с трёх аспектов: технологии наблюдений, интеллектуальные методы и типичные приложения, суммирует их развитие и общие характеристики, обсуждает ключевые вызовы, связанные с глобальным масштабом и динамическими сложными земными системами, а также рассматривает перспективы построения нового поколения универсальных, объяснимых и устойчивых интеллектуальных теорий и прикладных рамок дистанционного зондирования.

关键词

наука дистанционного зондирования;искусственный интеллект;глубокое обучение;интердисциплинарные приложения;большие данные дистанционного зондирования;интеллектуальная интерпретация

阅读全文