راهنمای مطالعه: روندهای هوش مصنوعی، GeoAI و ArcGIS
ابزار کامل مرور و ارزیابی درک مفاهیم هوش مصنوعی مکانی (GeoAI)
مقدمه
این راهنمای مطالعه برای مرور و تقویت درک مفاهیم کلیدی ارائه شده در مورد **هوش مصنوعی (AI)، هوش مصنوعی جغرافیایی (GeoAI)** و کاربردهای آنها در اکوسیستم **ArcGIS** طراحی شده است. این راهنما شامل یک آزمون کوتاه-پاسخ، کلید پاسخ، سوالات تشریحی و واژهنامهای از اصطلاحات تخصصی است.
آزمون کوتاه-پاسخ (۱۰ سوال)
به هر یک از سوالات زیر با ۲ تا ۳ جمله کامل پاسخ دهید. پاسخهای خود را بر اساس اطلاعات ارائه شده در متن منبع تدوین کنید.
- رویداد روز GIS چیست و موضوع امسال آن چه بود؟
- رابطه بین هوش مصنوعی (AI)، یادگیری ماشین (Machine Learning) و یادگیری عمیق (Deep Learning) را توضیح دهید.
- پنج الگوی اصلی یادگیری ماشین در ArcGIS که برای حل مسائل مکانی استفاده میشوند کدامند؟
- در چه شرایطی یک سازمان باید به جای استفاده از مدلهای از پیش آموزشدیده، مدل یادگیری عمیق خود را بسازد؟
- پیشنیازهای اصلی سختافزاری و نرمافزاری برای استفاده از ابزارهای یادگیری عمیق در ArcGIS Pro چیست؟
- مدل «Segment Anything Model» یا SAM چیست و بهترین کاربرد آن در چه زمینهای است؟
- دو نمونه از قابلیتهای «دستیاران هوش مصنوعی» یا هوش مصنوعی مولد (Generative AI) که در حال توسعه یا در دسترس در محصولات ArcGIS هستند را نام ببرید.
- قابلیتهای GeoAI چگونه در اپلیکیشن موبایل Survey123 به کار گرفته شدهاند؟ یک مثال بزنید.
- بر اساس متن منبع، آیا عکسهایی که برای تحلیل توسط مدلهای هوش مصنوعی به Survey123 ارسال میشوند، برای آموزش مدلهای آینده استفاده میشوند؟ حریم خصوصی دادهها چگونه حفظ میشود؟
- با وجود ابزارهای پیشرفته هوش مصنوعی، چرا همچنان بر اهمیت «رویکرد جغرافیایی» (Geographic Approach) در تحلیلهای مکانی تأکید میشود؟
کلید پاسخ آزمون
- روز GIS یک رویداد سالانه برای بزرگداشت همه چیز مرتبط با GIS است که به نمایش، آموزش و الهام بخشیدن به دیگران اختصاص دارد. موضوع امسال، که بیست و پنجمین سالگرد این رویداد نیز بود، «نگاشتن ذهنها، شکل دادن به جهان» است که بر چگونگی تغییر درک، ناوبری و شکلدهی جهان توسط فناوریهای GIS تأکید دارد.
- هوش مصنوعی (AI) مفهوم گستردهای است که به ماشینهایی اطلاق میشود که میتوانند وظایف را به شیوهای هوشمند انجام دهند. یادگیری ماشین زیرمجموعهای از AI است که در آن سیستمها الگوها را از دادهها استخراج کرده و قوانین را به طور خودکار استنتاج میکنند. یادگیری عمیق نیز زیرمجموعهای از یادگیری ماشین است که از شبکههای عصبی عمیق برای یافتن الگو در دادههای بدون ساختار مانند تصاویر، متن و ویدئو استفاده میکند.
- پنج الگوی اصلی یادگیری ماشین در ArcGIS عبارتند از: **۱) استخراج عوارض** از تصاویر و لایدار، **۲) انجام پیشبینیها** (مانند شیوع بیماری)، **۳) یافتن الگوها و خوشهها**، **۴) شناسایی ناهنجاریها**، و **۵) استخراج بینش** از متون بدون ساختار (مانند گزارشهای جرم).
- **یک سازمان باید مدل خود را بسازد زمانی که مورد تجاری بسیار خاصی وجود دارد** که مدلهای موجود آن را پشتیبانی نمیکنند (مانند شناسایی مزارع صدف). همچنین، زمانی که قصد شناسایی اشیاء در یک **منطقه جغرافیایی خاص** یا نیاز به پردازش **تصاویر خاصی مانند SAR یا ابرطیفی** وجود دارد، مدل سفارشی ارجح است.
- **پیشنیازهای اصلی سختافزاری شامل داشتن یک پردازنده گرافیکی (GPU) از برند NVIDIA** با نسخه درایور بالاتر از 521.41 و نسخه CUDA بالاتر از 5 (توصیه شده 6.1) است. پیشنیاز نرمافزاری شامل **نصب چارچوبهای یادگیری عمیق (Deep Learning Frameworks)** از GitHub است که نسخه آن باید با نسخه ArcGIS Pro مطابقت داشته باشد.
- **مدل SAM یا «Segment Anything Model» یک مدل یادگیری عمیق است که به کاربران اجازه میدهد تا با استفاده از یک فرمان متنی (text prompt) عوارض را از تصاویر استخراج کنند.** این مدل برای استخراج اشیائی با مرزهای مشخص مانند خودروها، درختان و ساختمانها از محیط اطرافشان بسیار مناسب است.
- دو نمونه از دستیاران هوش مصنوعی عبارتند از: **«دستیار SQL» در ArcGIS Pro که زبان طبیعی را به کوئری SQL تبدیل میکند** و **«دستیار Smart Mapping» در Map Viewer که به کاربران اجازه میدهد با زبان طبیعی استایل و نمادگذاری لایهها را تعیین کنند.** (سایر نمونهها نیز پذیرفته میشوند).
- **در Survey123، از GeoAI برای قابلیتهایی مانند «Smart Attributes» استفاده میشود که میتواند اشیاء موجود در عکس را طبقهبندی کرده و ویژگیهای آنها را استخراج کند.** برای مثال، یک مدل از پیش آموزشدیده میتواند بیماری یک گیاه گوجهفرنگی را از روی عکس برگ آن تشخیص داده و اطلاعات مربوطه را به صورت خودکار در فیلدهای فرم ذخیره کند.
- **خیر، عکسهای آپلود شده در Survey123 برای آموزش مجدد مدلهای AI عمومی استفاده نمیشوند و حریم خصوصی حفظ میشود.** مدل یادگیری عمیق به صورت آفلاین بر روی دستگاه موبایل کاربر قرار دارد و پردازش را به صورت محلی انجام میدهد تا ویژگیها را استخراج و به فرم اضافه کند.
- **با وجود ابزارهای پیشرفته، «رویکرد جغرافیایی» همچنان حیاتی است زیرا چارچوب بهترین شیوههای تحلیل را فراهم میکند.** این رویکرد به معنای درک مسئله یا سوال مورد نظر، تهیه دادههای مناسب، بررسی آنها، انجام تحلیل، آزمودن نتایج و در نهایت تصمیمگیری است. هوش مصنوعی ابزاری قدرتمند در مرحله تحلیل است، اما موفقیت آن به پیروی از این فرآیند ساختاریافته بستگی دارد.
سوالات تشریحی (تحلیلی)
به سوالات زیر به صورت تشریحی پاسخ دهید. (پاسخ برای این سوالات ارائه نشده است.)
- مزایا و معایب دو رویکرد اصلی استفاده از یادگیری ماشین مکانی در ArcGIS، یعنی «ساخت مدل سفارشی» در مقابل «استفاده از مدلهای از پیش آموزشدیده»، را با یکدیگر مقایسه و تحلیل کنید.
- نقش نوظهور هوش مصنوعی مولد (Generative AI) و دستیاران هوشمند را در اکوسیستم ArcGIS شرح دهید. چگونه این ابزارها میتوانند بهرهوری کاربران را افزایش داده و قابلیتهای GIS را در دسترس مخاطبان گستردهتری در یک سازمان قرار دهند؟
- چرخه حیات کامل یک پروژه یادگیری ماشین، از آمادهسازی دادهها تا به اشتراکگذاری نتایج، را در محیط ArcGIS تشریح کنید. برای هر مرحله، ابزارها و قابلیتهای مرتبطی که در ArcGIS وجود دارد را ذکر کنید.
- عواملی که باعث افزایش چشمگیر استفاده از هوش مصنوعی در سالهای اخیر شدهاند را تحلیل کنید. چگونه پیشرفتهای محاسباتی، نیاز به اتوماسیون و حجم روزافزون دادهها به این روند کمک کردهاند؟
- فرآیند آمادهسازی یک محیط کاری برای اجرای پروژههای GeoAI را شرح دهید. به طور کامل به پیشنیازهای نرمافزاری، سختافزاری، نیازمندیهای لایسنس و دادههای لازم برای شروع کار با ابزارهای یادگیری عمیق در ArcGIS Pro و ArcGIS Online بپردازید.
واژهنامه اصطلاحات کلیدی
| اصطلاح (Term) | تعریف (Definition) |
|---|---|
| هوش مصنوعی (AI) | مفهومی گسترده برای ماشینهایی که قادر به انجام وظایفی هستند که به طور سنتی به هوش انسانی نیاز دارند. |
| یادگیری ماشین (Machine Learning) | زیرمجموعهای از هوش مصنوعی که بر استخراج الگوها از دادهها و استنتاج خودکار قوانین بدون برنامهنویسی صریح تمرکز دارد. |
| یادگیری عمیق (Deep Learning) | زیرمجموعهای از یادگیری ماشین که از شبکههای عصبی عمیق برای یافتن الگوها در دادههای بدون ساختار مانند تصاویر، متن و ویدئو استفاده میکند. |
| هوش مصنوعی جغرافیایی (GeoAI) | ادغام تکنیکهای قدرتمند هوش مصنوعی با تحلیل مکانی، علم داده مکانی و فناوریهای ژئومکانی برای افزایش درک و حل مسائل مکانی. |
| استنتاج (Inferencing) | فرآیند استفاده از یک مدل آموزشدیده برای به دست آوردن نتایج. برای مثال، شمارش تعداد درختان در یک تصویر با استفاده از یک مدل تشخیص شیء. |
| مدلهای از پیش آموزشدیده | مدلهای یادگیری عمیقی که قبلاً آموزش دیدهاند و برای استفاده فوری در دسترس هستند. این مدلها باعث کاهش زمان و هزینه آمادهسازی مدل میشوند. |
| Segment Anything Model (SAM) | مدلی که به کاربران اجازه میدهد تا با استفاده از یک فرمان متنی، عوارض مختلفی را با مرزهای مشخص از تصاویر استخراج کنند. |
| هوش مصنوعی مولد (Generative AI) | نوعی از هوش مصنوعی، مانند دستیاران هوشمند، که برای توانمندسازی کاربران، افزایش بهرهوری و ایجاد محتوای جدید (مانند کد SQL یا طراحی فرم) استفاده میشود. |
| جستجوی معنایی (Semantic Search) | قابلیتی در ArcGIS Pro که به کاربران اجازه میدهد با استفاده از زبان طبیعی (جملات عادی) ابزارهای پردازش جغرافیایی مورد نیاز خود را جستجو کنند. |
| Living Atlas | مجموعهای آنلاین از دادهها، نقشهها و مدلهای جغرافیایی جهانی که توسط Esri و جامعه کاربران تهیه شده است و مکانی مناسب برای یافتن مدلهای یادگیری عمیق از پیش آموزشدیده است. |
| GPU | واحد پردازش گرافیکی که برای پردازش موازی و کارآمد دادههای تصویری در گردشکارهای یادگیری عمیق استفاده میشود. ArcGIS از GPUهای NVIDIA پشتیبانی میکند. |

بدون دیدگاه