AlphaEarth Foundations Ajuda a Mapear Nosso Planeta com Detalhes Sem Precedentes

AlphaEarth usa um novo modelo de IA que integra dados unificados da terra, revolucionando o mapeamento e monitoramento global.

Todos os dias, satélites capturam imagens e medições ricas em informações, proporcionando a cientistas e especialistas uma visão quase em tempo real do nosso planeta. Embora esses dados tenham sido incrivelmente impactantes, sua complexidade, multimodalidade e taxa de atualização criam um novo desafio: conectar conjuntos de dados díspares e utilizá-los todos de forma eficaz.

AlphaEarth Foundations e a IA

Hoje, estamos apresentando o AlphaEarth Foundations, um modelo de inteligência artificial (IA) que funciona como um satélite virtual. Ele caracteriza de forma precisa e eficiente toda a terra terrestre e águas costeiras do planeta, integrando grandes quantidades de dados de observação da Terra em uma representação digital unificada, ou “embedding”, que os sistemas de computador podem facilmente processar. Isso permite que o modelo forneça aos cientistas uma imagem mais completa e consistente da evolução do nosso planeta, ajudando-os a tomar decisões mais informadas sobre questões críticas como segurança alimentar, desmatamento, expansão urbana e recursos hídricos.

Para acelerar a pesquisa e liberar casos de uso, estamos agora lançando uma coleção dos embeddings anuais do AlphaEarth Foundations como o conjunto de dados Satellite Embedding no Google Earth Engine. Ao longo do último ano, temos trabalhado com mais de 50 organizações para testar este conjunto de dados em suas aplicações do mundo real.

Nossos parceiros já estão vendo benefícios significativos, usando os dados para classificar melhor ecossistemas não mapeados, entender as mudanças agrícolas e ambientais e aumentar grandemente a precisão e a velocidade de seu trabalho de mapeamento. Neste blog, estamos entusiasmados em destacar alguns de seus feedbacks e mostrar o impacto tangível desta nova tecnologia.

Como o AlphaEarth Foundations Funciona

O AlphaEarth Foundations oferece uma nova e poderosa lente para entender nosso planeta, resolvendo dois grandes desafios: sobrecarga de dados e informações inconsistentes.

Primeiro, ele combina volumes de informações de dezenas de diferentes fontes públicas — imagens de satélite ópticas, radar, mapeamento a laser 3D, simulações climáticas e muito mais. Ele entrelaça todas essas informações para analisar a terra e as águas costeiras do mundo em quadrados nítidos de 10×10 metros, permitindo rastrear mudanças ao longo do tempo com notável precisão.

Segundo, ele torna esses dados práticos de usar. A principal inovação do sistema é sua capacidade de criar um resumo altamente compacto para cada quadrado. Esses resumos exigem 16 vezes menos espaço de armazenamento do que aqueles produzidos por outros sistemas de IA que testamos e reduzem drasticamente o custo da análise em escala planetária.

Mapas do mundo detalhado e consistente

Essa inovação permite que os cientistas façam algo que era impossível até agora: criar mapas detalhados e consistentes do nosso mundo, sob demanda. Sejam eles monitorando a saúde das plantações, rastreando o desmatamento ou observando novas construções, eles não precisam mais depender de um único satélite passando por cima. Eles agora têm um novo tipo de base para dados geoespaciais.

Para garantir que o AlphaEarth Foundations estivesse pronto para uso no mundo real, testamos rigorosamente seu desempenho. Quando comparado tanto com métodos tradicionais quanto com outros sistemas de mapeamento de IA, o AlphaEarth Foundations foi consistentemente o mais preciso. Ele se destacou em uma ampla gama de tarefas em diferentes períodos, incluindo a identificação do uso da terra e a estimativa de propriedades da superfície. Crucialmente, ele conseguiu isso em cenários onde os dados rotulados eram escassos. Em média, o AlphaEarth Foundations teve uma taxa de erro 24% menor do que os modelos que testamos, demonstrando sua eficiência de aprendizado superior.

Gerando Mapas Personalizados com o Conjunto de Dados Satellite Embedding: MapBiomas

Alimentado pelo AlphaEarth Foundations, o conjunto de dados Satellite Embedding no Google Earth Engine é um dos maiores de seu tipo, com mais de 1,4 trilhão de “footprints” de embedding por ano. Esta coleção de embeddings anuais já está sendo usada por organizações em todo o mundo, incluindo a Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura, Harvard Forest, Group on Earth Observations, MapBiomas, Oregon State University, Spatial Informatics Group e Stanford University, para criar poderosos mapas personalizados que geram insights do mundo real.

Por exemplo, o Global Ecosystems Atlas, uma iniciativa que visa criar o primeiro recurso abrangente para mapear e monitorar os ecossistemas do mundo, está usando este conjunto de dados para ajudar os países a classificar ecossistemas não mapeados em categorias como arbustos costeiros e desertos hiperáridos. Este recurso, o primeiro de seu tipo, desempenhará um papel fundamental em ajudar os países a priorizar melhor as áreas de conservação, otimizar os esforços de restauração e combater a perda de biodiversidade.

Revolução no mapeamento

“ O conjunto de dados Satellite Embedding está revolucionando nosso trabalho, ajudando os países a mapear ecossistemas inexplorados – isso é crucial para identificar onde concentrar seus esforços de conservação. ” Nick Murray, Diretor do Laboratório de Ecologia Global da James Cook University e Líder de Ciência Global do Global Ecosystems Atlas

No Brasil, o MapBiomas está testando o conjunto de dados para entender mais profundamente as mudanças agrícolas e ambientais em todo o país. Esse tipo de mapa informa estratégias de conservação e iniciativas de desenvolvimento sustentável em ecossistemas críticos como a floresta amazônica.

Como disse Tasso Azevedo, fundador do MapBiomas: “O conjunto de dados Satellite Embedding pode transformar a forma como nossa equipe trabalha – agora temos novas opções para fazer mapas mais precisos, exatos e rápidos de produzir – algo que nunca teríamos conseguido fazer antes.”

Capacitando Outros com IA

O AlphaEarth Foundations representa um passo significativo para entender o estado e a dinâmica do nosso planeta em constante mudança. Atualmente, estamos usando o AlphaEarth Foundations para gerar embeddings anuais e acreditamos que eles poderiam ser ainda mais úteis no futuro quando combinados com agentes LLM de raciocínio geral, como o Gemini. Continuamos a explorar as melhores maneiras de aplicar as capacidades baseadas em tempo do nosso modelo como parte do Google Earth AI, nossa coleção de modelos e conjuntos de dados geoespaciais para ajudar a enfrentar as necessidades mais críticas do planeta.