在构建遥感数据集(例如 Dynamic World)时采用 Responsible AI 原则

1. 准备工作

Dynamic World 是一个几乎实时更新的全球土地使用和土地覆盖 (LULC) 数据集。它可以提供 10 米的分辨率,因为它使用了欧洲空间局 (ESA)哥白尼计划的 Sentinel-2 卫星星座,该卫星星座每 2 到 5 天生成一张更新的全球地表照片。它通过深度学习模型、Vertex AI 和 Earth Engine(一个地理空间分析平台)生成。它可以帮助科学家、研究人员和开发者检测地表变化、绘制地表变化趋势图、量化地表差异。

Earth Engine 是一个工具,旨在推进关于行星进程的科学知识,以进一步保护环境并提高社会效益。它的商业用途(与 Google Cloud 搭配使用的预览版)表明其主要目的是了解和解决关键的可持续性发展和气候问题,例如森林砍伐、水资源管理和可持续的土地使用。

在此 Codelab 中,您将在生成机器学习派生数据集(例如 Dynamic World)时采用负责任的做法。

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学习内容

  • 如何在遥感应用中采用 Responsible AI 做法。
  • 如何直观地解释基于空间和时间的 Dynamic World 预测结果。
  • 如何反思道德影响和下游的社会影响。

所需条件

  • 熟悉如何使用 Earth Engine 应用
  • Google Chrome(最适合与 Earth Engine 应用搭配使用)。

2. 打开 Dynamic World Earth Engine 应用

Dynamic World 数据集包含九个 LULC 类别的每像素预测结果,如下表所述。土地使用情况描述了人类使用土地的情况,而土地覆盖情况描述了地表上的物理物质。

LULC 类型

说明

水域

永久性和季节性水域

树木

主要森林和次要森林以及大型种植园

草地

天然草原、牧场和公园

大片植被

红树林和其他大片生态系统

农作物

中耕作物和水稻作物

灌木丛

由灌木丛构成的疏密不等的开放植被

建筑区域

低密度和高密度的建筑物、道路和城市开放空间

裸地

沙漠和外露的岩石

冰雪

永久性和季节性积雪

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此数据集中的图片包含 10 个频段:9 个频段为 9 个 LULC 类别中的每一个类别提供估计概率;1 个类别标签频段指示具有最大估计概率的类别。借助这些不同的属性,用户可以进行多时分析,并根据自己的需求创建自定义产品。

如需打开 Dynamic World Earth Engine 应用,请执行以下操作:

  1. 在浏览器中打开另一个标签页。
  2. 前往 Dynamic World

地图会以较高的缩放级别显示带有山体阴影的 Top1 模式拼接图。

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  1. 点击地图可查看显示类别概率随时间变化的图表。
  2. 点击图表上的数据点可加载特定的预测结果及其 Sentinel-2 图片。
  3. Layers(层)窗格中,调整层和可见性。

3. 探索巴西的 Dynamic World 预测结果

Dynamic World 包含全部 9 个 LULC 类别的预测结果,并会为每个像素显示一个 Top1 标签。现实世界是一个由任意空间分辨率的许多 LULC 类别组成的混合体。在本部分中,您将直观地解释基于空间和时间的预测结果。

如需探索巴西的 Dynamic World 预测结果,请执行以下操作:

  1. 在浏览器中,前往 Dynamic World EE 应用
  2. Search places(搜索地点)字段中,输入 Sete de Setembro, Brazil

您应该会看到 Paiter Surui 人(居住在巴西朗多尼亚州的九月七日镇区域)的土著领地的 Dynamic World 计算数据。

  1. Dynamic World 窗格的 Start date(开始日期)字段和 End date(结束日期)字段中,分别输入 2016-01-012022-01-01,然后点击 Update(更新)。

地图可能需要几分钟的时间才能加载完毕,因为它会实时计算。

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  1. 点击地图上的任意位置可实时生成图表。

您可以进一步放大地图,以获得更快的响应速度。

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  1. 查看类别概率位于 y 轴且时间位于 x 轴的图表。

在此示例中,2016 年 1 月 1 日至 2017 年 7 月 27 日期间的 Top1 类别预测结果是树木,其概率从 0.684 到 0.755 不等。到 2017 年 9 月 5 日捕获下一个 Sentinel-2 场景时,预测结果不再是树木,并且信号变得更嘈杂。

  1. 点击 f01f62bf4be1e38a.png 可放大图表。

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4. 恭喜

您了解了如何在生成机器学习派生的数据集(例如 Dynamic World)时采用 Responsible AI 原则。

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