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運用人工智能完善災害管理
運用人工智能完善災害管理
*原文轉載自香港浸會大學:運用人工智能完善災害管理 https://www.hkbu.edu.hk/zh_hk/whats-new/discover-hkbu/2022/jan-2022/0104-managing-disasters-with-artificial-intelligence.html
4 January 2022
2017年9月,颶風「艾瑪」以每小時達285公里的最高持續風速,增強成最高級別的五級颶風,橫掃加勒比海島嶼和美國東南部地區。颶風在佛羅里達州登陸後,造成災難性破壞,包括摧毀建築物屋頂,沿海城市水浸,並造成至少84人喪生。
翟博士研究應用人工智能來加強了解人們如何看待災害及其造成的損失,透過分析Google街道景觀圖片作出快速和準確的評估,為人道救援組織和災害管理人員提供重要資料,有助他們制定善後方案。
在颶風吹襲當地數天前,翟煒博士
剛抵達佛羅里達大學,開始修讀研究生課程,而這次致命風暴帶來的影響與當局的應變方案,都讓他留下深刻印象。
四年後,他成為浸大地理系
助理教授,就改善災害管理展開研究。他說:「親眼目睹颶風和洪水等災害如何影響沿海地區的居民,令我體會到城市規劃師可在災害管理上擔當重要的角色,協助政府制定災害應對措施,並改善極端天氣事件發生時社會出現的不公平現象。」
以人為本的方式
要改善災前防範和善後工作,先要評估公眾對自然災害的風險和損害有何觀感。為此,翟博士一直研究應用人工智能來加強了解人們如何看待災害及其造成的損失。
他與團隊正探討Google街道景觀圖片於災害評估中的運用,希望藉這項研究了解人們如何透過這些圖片所顯示的現場情況來評估災情。翟博士說:「目前使用的技術如遙感影像,一般以衛星圖像從遠距離來評估災區的損毀程度,但這未能反映人們實際上如何理解受災情況。我們的研究採取以人為本的方法,從災民的角度來了解他們對災情的觀感。」
團隊採用深度學習模型分析Google街道景觀圖片,進行自動災後損毀評估。研究發現這些圖片可提供遙感影像未能偵測的狀況,如記錄建築物外牆、窗戶和門的損壞情況。當災區整體受損程度較低時,採用街道景觀圖片可作出快速和準確的評估,為人道救援組織和災害管理人員提供重要資料,有助他們制定善後方案。
通過社交媒體評估情境感知
翟博士認為,災害管理的另一重要範疇在於解決各社區對災後重建的需求,因此社區對現場境況的洞察力(又稱情境感知)可讓救災機構掌握情況,從而採取行動來穩定潛在風險,並減少弱勢社群承受進一步損失,令救災資源及援助的分配可以更公平。
由於受災地區的交通和通信受阻,救災人員在收集社區情境感知時難免遇上挑戰,但翟博士相信新科技能夠解決當中部分難題。他說:「我們應用人工智能技術,分析標籤了地理位置的社交媒體內容,從而了解到身處災區的用戶面對災難的實時反應。相對目前做法如訪問受災者或進行災後檢討,採用人工智能讓我們可以收集到更多人對災情的態度,並得知他們關注什麼事項。」
翟博士與團隊在研究
中採用以機器學習為本的自然語言處理技術,對社交媒體帖文進行文本情感分析。他說:「這類用戶原創內容結合其社會人口資訊,有助我們評估哪些社區在災難發生時會容易受到傷害。決策者如透過從社會公平的角度來理解情境感知,可以更快速、更準確地制定應變措施。」
加強城市災害防控的能力
翟博士在中國內地小鎮成長,自幼已對大城市的發展和功能充滿好奇,並有興趣探索如何通過城市規劃來改善社會公平問題。他在清華大學獲得城市規劃碩士學位後,負笈佛羅里達大學,先後取得電腦工程碩士學位和城市與區域規劃博士學位。
他說:「我在進行一項城市規劃研究時,發覺有需要應用上電腦工程技術,於是決心學習電腦程式設計和新科技,以完成我的研究。」他當時並沒有電腦科學的背景,全憑堅強的意志、對科研的熱情,以及來自精通電腦的朋友的幫助,終成功取得電腦工程碩士學位。「學習電腦工程科技於我是一次有趣而且收穫豐富的經驗,對我目前的研究工作很有幫助。」
翟博士的研究方向為城市規劃及極端天氣事件,因此他今年加入浸大後,特別期待與地理學兩個分支「人文地理學」和「自然地理學」的研究人員合作。另外,他最近與新聞系宋韻雅博士進行了跨學科研究合作,探討社交媒體上有關災害的錯誤資訊和修正。
翟博士認為,香港在應對颱風方面有充分準備,亦已制定有效的應變計劃,不過由於香港是沿海城市,未來有可能面臨海平面上升的威脅。他目前正研究海平面上升會如何影響樓價,可為氣候變化對城市發展的影響提供新見解。談到推動他研究的動力時,他說:「我覺得從事科研工作非常有意義,能夠協助決策者和災害管理人員部署更好的應對方案,提升災害防控能力,真真正正能貢獻社會。」