인공 지능은 화산 모니터링에 적합

헬름홀츠 센터 포츠담 GFZ 독일 지구과학 연구소

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지구의 활화산의 절반 이상이 기계적으로 모니터링되지 않습니다. 예를 들어, 이론적으로 사람들에게 경보를 유발하지 않고 경고 할 수있는 비상 발생이 발생할 수 있습니다. 베를린 테크니컬 대학교 (Technical University Berlin)와 포츠담에 위치한 독일 지구과학 연구소 (GZG)는 MOUNTS 화산 모니터링 플랫폼을 만들었습니다.이 플랫폼은 무엇보다도 '머신 러닝'을 사용하여 다양한 측정 데이터와 위성 이미지를 분석합니다.

지구의 활화산의 절반 이상이 기계적으로 모니터링되지 않습니다. 예를 들어, 이론적으로 사람들에게 경보를 유발하지 않고 경고 할 수있는 비상 발생이 발생할 수 있습니다. 화산 경고 시스템으로가는 첫 번째 단계에서 아직 초기 단계에 베를린 기술 대학 (TU Berlin)의 세바스티안 발라 데 (Sébastien Valade)와 포츠담 지구과학 지구 독일 과학 연구소 (GFZ German Research Center)가 주도하는 새로운 화산 모니터링 플랫폼이 개발되었습니다. "인공 지능"을 사용하여 분석했습니다. Valade와 그의 동료들은 최근 사건을 테스트함으로써 MONUNTS (Spaceing Unrest from Space) 플랫폼이 여러 화산 데이터를 다양한 유형의 데이터와 결합하여 완전한 화산 모니터링을 할 수 있음을 보여주었습니다. 팀의 결과는 Remote Sensing 저널에 발표되었습니다.

전세계 1500 개 활화산 중 매년 최대 85 개가 분출됩니다. 체적 계측을 유지하는 데 드는 비용과 불확실성으로 인해 활화산의 절반 미만이지면 기반 센서로 모니터링되며 훨씬 더 잘 제어되는 것으로 간주됩니다. 휴면 또는 멸종으로 간주되는 화산은 일반적으로 도구로 관찰되지 않습니다. 그러나 2008 년 칠레의 차이 텐 화산 (Chaiten volcano)에서 8000 년 동안 활동이 없으면 잠에서 깨어났다.

분화에는 종종 전구체 신호가 수반됩니다

위성은 지상 모니터링이 제한적이거나 부재 할 때 중요한 데이터를 제공 할 수 있습니다. 우주에서 지속적으로 장기간 관측하는 것이 지질 불안의 징후를 더 잘 인식하는 열쇠입니다. 폭발은 종종 (항상 그런 것은 아니지만) 몇 시간에서 몇 년이 걸리는 전구체 신호를 동반합니다. 이러한 신호에는 지진의 변화, 토양 변형, 가스 배출, 온도 상승 또는 이들의 조합이 포함될 수 있습니다.

MOUNTS 프로젝트 책임자 인 세바스티앙 발라 데 (Sébastien Valade)는“지진을 제외하고 전자기 스펙트럼에서 서로 다른 파장을 사용하여 이러한 현상을 우주에서 모니터링 할 수있다. 이 프로젝트는 2010 년 베를린과 포츠담에서 설립 된 지구과학 연구 네트워크 인 GEO.X에 의해 자금을 지원받으며 TU 베를린과 GFZ에서 수행됩니다. Valade는“MOUNTS 모니터링 시스템에서 화산의 변화를 감지하고 측정하기 위해 다른 위성 센서를 사용합니다. "또한 우리는 GFZ의 글로벌 GEOFON 네트워크 및 미국 지질 조사 USGS 데이터의 지진 데이터도 포함했습니다."

이 프로젝트의 일부는 "인공 지능"(AI)이 데이터 분석 프로세스에 성공적으로 통합 될 수 있는지 테스트하는 것이 었습니다. AI 알고리즘은 주로 TU 베를린의 Andreas Ley가 개발했습니다. 큰 변형 이벤트를 자동으로 감지하기 위해 소위 인공 신경망을 사용했습니다. 연구원들은 실제 위성 이미지로 모델링 된 컴퓨터 생성 이미지로 교육했습니다. 이 많은 합성 사례에서 소프트웨어는 이전에 알려지지 않은 실제 위성 데이터에서 더 큰 변형 이벤트를 감지하는 방법을 배웠습니다. 이 데이터 과학 영역을 "머신 러닝"이라고합니다.

"기계 학습을 시스템에 통합 할 수있는 방법을 보는 것이 중요한 '테스트 풍선'이었습니다."라고 Ley는 말합니다. "현재 변형 검출기는 하나의 작업 만 해결합니다. 우리의 비전은 다양한 작업에 여러 AI 도구를 통합하는 것입니다. 이러한 도구는 일반적으로 많은 양의 데이터를 학습함으로써 이익을 얻으므로 시스템이 전 세계적으로 수집하는 모든 데이터를 지속적으로 학습하기를 원합니다

MOUNTS는 전세계 17 개의 화산을 모니터링합니다

S.bastien Valade와 그의 공동 저자가 직면 한 주요 과제는 많은 양의 데이터 및 소프트웨어 개발 문제를 처리하는 것이 었습니다. Valade는“그러나 이러한 문제는 해결 될 수있다. 멀지 않은 미래에 AI 및 원격 감지 및 Earthbound 센서와 같은 여러 소스의 데이터를 사용하는 자동화 된 모니터링 시스템은 사람들에게보다시기 적절하고 안정적인 경고를 제공하는 데 도움이 될 것입니다.

MOUNTS 모니터링 플랫폼에서 현재 제공하는 분석을 통해 이미 전 세계의 기후 및 화산 환경에서 다양한 프로세스를 포괄적으로 이해할 수 있습니다. 표면 아래로 마그마의 확산 분화 중 화산재의 분포에서 영향을받는 지역의 형태 적 변화와 대기로의 가스 방출에 이르기까지. 연구원들은 2018 년 인도네시아의 크라 카토 아 (Krakatoa) 발생 또는 하와이와 과테말라 (Hatemala) 발생과 같은 최근 사건에 대해 MOUNTS를 성공적으로 테스트했습니다.

이 시스템은 현재 멕시코의 Popocat 시스템은 현재 멕시코의 Popocat ... 이 플랫폼의 웹 사이트는 인터넷을 통해 자유롭게 액세스 할 수 있으며 글로벌 범위와 데이터에 대한 무료 액세스 덕분에 새로운 데이터를 쉽게 통합 할 수 있도록 설계되었습니다. (원격 감지; doi : 10.3390 / rs11131528)

출처 : 헬름홀츠 센터 포츠담 GFZ 독일 지구과학 연구소

-케이 샌더스