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用機(jī)器學(xué)習(xí)加衛(wèi)星,斯坦福大學(xué)從太空中就能識(shí)別貧困地區(qū)

澎湃新聞見(jiàn)習(xí)記者 段霞鋆
2016-08-22 22:26
來(lái)源:澎湃新聞
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消除貧困的一個(gè)重要前提是識(shí)別貧困。但在經(jīng)濟(jì)落后國(guó)家和地區(qū),政府很難承擔(dān)高昂的經(jīng)濟(jì)情況調(diào)研費(fèi)用,其中某些地區(qū)甚至仍處于政治動(dòng)蕩之中,有關(guān)貧困的數(shù)據(jù)高度缺失。這給一些國(guó)際援助組織及有心幫助民眾脫困的政府帶來(lái)了不小障礙。

不過(guò),這樣的狀況目前有機(jī)會(huì)得到改觀。來(lái)自斯坦福大學(xué)計(jì)算機(jī)研究中心的科學(xué)家們近日找到了一種精準(zhǔn)識(shí)別貧窮區(qū)域的新方法(發(fā)表于8月18日的《科學(xué)》雜志),利用機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合衛(wèi)星圖片的方式,成功標(biāo)識(shí)了非洲五個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)狀況。

就衡量一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平而言,對(duì)夜間燈光密集程度的考察并不是一個(gè)時(shí)髦的指標(biāo)。但對(duì)于赤貧地區(qū)來(lái)說(shuō),很難直接從夜間照明情況下手來(lái)做判斷。因?yàn)閺男l(wèi)星圖片上來(lái)看,在非洲的絕大多數(shù)極端貧困區(qū)域,夜晚都是如出一轍的一片漆黑。

圖片來(lái)源: sustain.stanford.edu。

而斯坦福這項(xiàng)研究的新穎之處在于:采用了一種被稱為“遷移學(xué)習(xí)”的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),分兩步標(biāo)識(shí)貧困情況。首先,通過(guò)機(jī)器深度學(xué)習(xí)高分辨率的白天衛(wèi)星圖像中大約4096個(gè)與經(jīng)濟(jì)有關(guān)的指標(biāo),包括道路、市區(qū)和水道等,建立模型,對(duì)這些區(qū)域晚間的照明情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。然后,再結(jié)合人口衛(wèi)生組織以及世界銀行已有的一些研究,對(duì)模型進(jìn)行一定的修正,完成對(duì)貧困情況的標(biāo)識(shí)。

圖片來(lái)源:sustain.stanford.edu。

在論文中,科學(xué)家們利用上述模型對(duì)尼日利亞,坦桑尼亞,烏干達(dá),馬拉維和盧旺達(dá)這五個(gè)國(guó)家的消費(fèi)和資產(chǎn)水平進(jìn)行了標(biāo)識(shí),標(biāo)識(shí)結(jié)果相較于對(duì)比試驗(yàn)來(lái)說(shuō)更加準(zhǔn)確有效。

圖片來(lái)源:sustain.stanford.edu。

相較于傳統(tǒng)的挨門挨戶的調(diào)查方式,機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合衛(wèi)星圖像的方法大大降低了調(diào)查成本,再加之?dāng)?shù)據(jù)獲取渠道幾乎都來(lái)自于公開(kāi)信息,讓這種方法更易于推廣和復(fù)制。

當(dāng)然,斯坦福的這項(xiàng)研究也并非是完美無(wú)缺的。至少,當(dāng)調(diào)查的坐標(biāo)區(qū)域具體縮小到某一座城市,面對(duì)同一座城市中不同地方貧困水平的差異,這種模型就很難再發(fā)揮有效的作用。此外,也有經(jīng)濟(jì)學(xué)家指出這篇論文中所采用的圖片信息不是最新的,需要通過(guò)使用NASA更新的衛(wèi)星圖片來(lái)獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

對(duì)這項(xiàng)新方法來(lái)說(shuō),當(dāng)前最需要做的就是盡可能將其應(yīng)用更多的區(qū)域中,以形成更完整精確的貧困地圖。

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