Trí tuệ nhân tạo biến bản đồ cũ của các khu phố đã bị phá hủy thành mô hình kỹ thuật số 3D

Hãy tưởng tượng bạn đeo tai nghe thực tế ảo và bước vào quá khứ, hòa mình vào khu phố ngày xưa. Với mỗi bước chân, bạn sẽ chứng kiến ​​đường phố và các tòa nhà như cách đây nhiều thập kỷ.

Tầm nhìn thú vị này đã trở thành hiện thực thông qua một phương pháp đổi mới sử dụng máy học và bản đồ để tạo mô hình kỹ thuật số 3D của các khu dân cư cũ — ngay cả những mô hình đã bị phá bỏ để nhường chỗ cho các dự án phát triển bất động sản mới.

Những mô hình kỹ thuật số này có thể đóng vai trò là xương sống cho một số nghiên cứu mà trước đây rất khó thực hiện. Ví dụ, công nghệ này giờ đây giúp dễ dàng ước tính tác động kinh tế của việc phá hủy các khu dân cư lịch sử. Với quyền truy cập vào các mô hình 3D này, các nhà nghiên cứu sẽ có thể thực hiện các phân tích như vậy với độ chính xác và hiểu biết sâu sắc hơn.

Nền tảng của nghiên cứu này dựa trên bản đồ Sanborn, ban đầu được thiết kế để hỗ trợ các công ty bảo hiểm hỏa hoạn đánh giá mức độ rủi ro trên hàng nghìn thành phố và thị trấn ở Hoa Kỳ trong thế kỷ 19 và 20.

“Tôi đã làm việc với những bản đồ này khi còn là một sinh viên tốt nghiệp vào những năm 1980, nhưng việc trích xuất dữ liệu từ các bản đồ này là một quá trình thủ công rất tốn thời gian và tẻ nhạt. Sau khi xem các bản đồ có sẵn ở dạng kỹ thuật số, chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi có thể phát triển một bản đồ bán cách tự động để trích xuất dữ liệu từ những bản đồ này,” Harvey Miller, đồng tác giả của nghiên cứu và giáo sư địa lý tại Đại học Bang Ohio, cho biết Khoa học ZME.

Xây dựng lại quá khứ

Miller và nhóm của ông đã tạo ra các công cụ học máy có khả năng trích xuất thông tin từ bản đồ Sanborn. Điều này bao gồm các chi tiết cụ thể về các tòa nhà riêng lẻ, chẳng hạn như vị trí chính xác, diện tích, số tầng, vật liệu xây dựng và mục đích chính của chúng, chẳng hạn như khu dân cư hoặc thương mại.

Họ đã thử nghiệm phương pháp mới của mình ở hai khu vực lân cận nằm ở phía đông gần Columbus, Ohio đã bị phá hủy phần lớn trong những năm 1960 để tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng đường cao tốc đô thị. Chẳng hạn, một trong những khu phố, Làng Hanford, được phát triển vào năm 1946 để làm nơi ở cho các cựu chiến binh da đen trở về sau Thế chiến II.

Miller nói thêm: “Bằng cách mô tả khu vực lân cận trước khi xây dựng đường cao tốc, chúng tôi muốn hiểu sâu sắc về những gì đã mất đối với đường cao tốc của thành phố và sự đổi mới đô thị”.

“Chúng tôi cũng muốn đo lường vốn và các hoạt động tạo ra của cải bị phá vỡ, và các vấn đề công bằng môi trường được tạo ra.”

Nhóm đã tập trung vào 13 bản đồ Sanborn được tạo vào năm 1961, ngay trước khi xây dựng đường cao tốc. Họ đã sử dụng các kỹ thuật máy học để trích xuất dữ liệu từ các bản đồ này và tạo ra một mô hình kỹ thuật số của khu vực lân cận. Họ phát hiện ra rằng gần 400 cấu trúc như nhà ở và cửa hàng đã bị phá hủy để nhường chỗ cho đường cao tốc.

Mô hình học máy tỏ ra rất chính xác trong việc tái tạo thông tin có trong bản đồ – chính xác khoảng 90% đối với dấu chân tòa nhà và vật liệu xây dựng. Hiện các nhà nghiên cứu tin rằng họ có thể tạo ra các mô hình 3D cho gần như tất cả 12.000 thành phố và thị trấn được bao phủ bởi bản đồ của Sandborn.

“Phương pháp của chúng tôi sẽ cho phép tạo ra các mô hình 3D chi tiết của toàn bộ các vùng lân cận và thành phố khi chúng tồn tại trong lịch sử. Điều này có thể cho phép theo dõi những thay đổi trong sử dụng đất đô thị, sự phát triển và tiến hóa của hình thái đô thị và những hiểu biết mới về các mô hình thay đổi của phát triển, phá hủy và tái phát triển đô thị,” Miller nói với ZME Science

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí XIN MỘT.