L'apprentissage Profond Découvre Des Sites Humains Anciens, L'archéologie De L'ia Est Plus Efficace Que Hu Bayi

L’archéologie a toujours été un sujet mystérieux et attrayant.

Hu Bayi, le protagoniste de la série de romans de pillage de tombes « Ghost Blows Out the Light », s'est appuyé sur la moitié de la « Technique secrète du Feng Shui Yin-Yang à seize caractères » pour maîtriser l'art de rechercher des dragons et de diviser l'or pour localiser des sites funéraires, et a ainsi trouvé de grandes tombes et des trésors.

Formule de Hu Bayi :Pour trouver des dragons et diviser l'or, regardez les montagnes qui les entourent. Chaque couche d’enchevêtrement est une barrière. S'il y a huit niveaux de danger, ils formeront la forme du Yin et du Yang Bagua.Aidez-le à utiliser l'astrologie Bagua pour déterminer l'emplacement du tombeau, trouver la sortie de secours, réussir la tâche et résoudre le problème.

Ces dernières années, les événements archéologiques ont été fréquemment à la mode sur Internet. Les titres courants dans les nouvelles incluent :Des agriculteurs égéens ont découvert d'anciennes sculptures grecques, le métro de Xi'an a arrêté la construction d'un tombeau des Royaumes combattants, etc., ce qui fait que le travail archéologique ressemble beaucoup à l’ouverture d’une boîte aveugle, comme si la découverte des reliques dépendait de la chance.

Archéologie de l'IA : l'apprentissage profond a un grand potentiel

Dylan Davis, titulaire d'un doctorat en anthropologie à l'Université de l'Illinois, s'engage à intégrer la télédétection et l'apprentissage en profondeur dans l'archéologie pour apporter plus de découvertes.

En s'appuyant sur des données LiDAR provenant de plusieurs zones de Caroline du Sud, combinées à des données locales de radar à synthèse d'ouverture SAR et de données multispectrales, et en utilisant des méthodes d'apprentissage automatique et d'apprentissage profond, il a découvert plusieurs vestiges de survie amérindienne datant de 3 000 à 5 000 ans.

Les résidences des anciens humains étaient souvent entourées de tas de coquillages mangés, d'ossements d'animaux et de résidus alimentaires, qui au fil du temps formaient une enceinte circulaire. En archéologie, ces sites humains sont appelés sites de monticules coquilliers ou sites d'anneaux coquilliers.

De tels sites apparaissent souvent dans les zones côtières et ont été découverts dans mon pays, au Japon, en Grande-Bretagne, en Afrique du Nord et dans d’autres parties du monde. Ces sites appartiennent généralement à la période néolithique ou à l’âge du bronze.

L’étude des anciens sites de dépotoirs de coquillages humains et l’analyse des sédiments des sites peuvent fournir de riches données de recherche sur la chronologie du développement, la formation sociale et les changements climatiques et environnementaux des peuples autochtones d’Amérique du Nord.

Lorsque ces anciens humains ont construit leurs colonies, ils ont provoqué de légers changements dans les vides du sol et dans la topographie, mais après des milliers d'années de changements, ces changements sont difficiles à observer sur le sol à l'œil nu, ce qui rend la découverte de ces sites plus difficile.

Lors de l'utilisation de l'apprentissage automatique et de l'apprentissage profond pour le traitement d'images, Dylan a d'abord téléchargé les données LiDAR de la zone expérimentale, en a extrait le modèle numérique d'élévation (MNE), l'a analysé pour obtenir l'ombrage et la pente, et l'a fait pivoter de 45° pour améliorer les données d'entraînement.

Finalement, nous avons obtenu 776 terrains annulaires, 720 terrains de monticules coquilliers et 1316 terrains non pertinents, qui ont été exportés sous forme d'images 200*200, et 10% a été conservé comme ensemble de validation.

Dylan et son équipe ont conçu un modèle Mask-R-CNN basé sur ResNet 50. Afin de valider les résultats d'apprentissage profond du modèle basé sur les données d'entraînement LiDAR, l'équipe a également effectué une analyse de probabilité de forêt aléatoire (RF) sur le terrain annulaire de la zone d'étude basée sur les données SAR multitemporelles de Sentinel-1 et les données multispectrales de Sentinel-2.

Dylan et son équipe ont travaillé sur une station de travail avec un GPU NVIDIA Quadro p4000, un processeur Intel® Core™ i7-7700K à 4,20 GHz, 4200 MHz, 4 cœurs, 8 processeurs logiques et 64 Go de mémoire.Après un entraînement de plus de 40 heures et une exécution de 20 époques, les pertes d'entraînement et de validation du meilleur modèle étaient respectivement de 0,252 et 0,554.

Avant l'étude de Dylan et de son équipe, il existait une cinquantaine de sites humains anciens connus dans la région des Grands Lacs aux États-Unis, où des traces de survie humaine telles que des outils en pierre et de la poterie ont été trouvées. Les résultats des recherches de Dlyan montrent qu’il existe encore près d’une centaine de sites humains anciens suspectés dans ces zones qui attendent d’être vérifiés.

Dylan a mentionné dans une recherche récente que la prochaine étape consiste à mener des enquêtes sur le terrain en fonction des résultats de la formation.

Archéologie spatiale : recherche archéologique non destructive

La véritable archéologie n’est pas aussi mystérieuse que de diviser l’or et de localiser des tombes. Il n’y a pas de cartes au trésor légendaires ni de clés mystérieuses. La plupart des travaux archéologiques contemporains sont des fouilles non actives.

En raison des limites des méthodes actuelles d’excavation et de protection, de nombreux vestiges culturels peuvent être endommagés de manière permanente une fois excavés en raison de l’absence de mesures de protection efficaces.Par exemple, mon pays protège les reliques et les découvertes archéologiques avec la norme « aucune fouille active sauf si nécessaire », de sorte que l'archéologie spatiale reçoit de plus en plus d'attention.

Après la Seconde Guerre mondiale, les communautés archéologiques du monde entier ont commencé à utiliser la technologie spatiale, notamment en combinaison avec la télédétection, pour mener des recherches archéologiques.L'archéologie par télédétection est principalement réalisée en analysant des images de télédétection et en les combinant avec des découvertes archéologiques, des données historiques et documentaires. Cela permet non seulement d’éviter de dépenser beaucoup de temps, d’argent et d’énergie sur le travail sur le terrain, mais aussi de réduire l’intensité du travail.

Déterminer avec précision l’emplacement, la forme, la taille, etc. des reliques culturelles sans les toucher.Les anciens fossés, les anciens canaux fluviaux ou les grands bâtiments désormais enfouis sous la surface peuvent parfois être clairement reflétés dans des données de télédétection riches en informations.

En 2014, une équipe de recherche de l'Institut de télédétection et de la Terre numérique de mon pays a mené des travaux archéologiques sur l'ancienne Grande Muraille du Xinjiang pendant trois ans. 

S'appuyant sur les faibles informations des ruines antiques obtenues par télédétection, les chercheurs scientifiques ont « restauré » l'ancienne Grande Muraille du Xinjiang, changeant la perception de longue date selon laquelle « il n'y a pas de Grande Muraille au Xinjiang », ce qui a enthousiasmé la communauté archéologique. 

L’utilisation de la technologie de télédétection peut nous aider à comprendre les reliques de manière plus intuitive et plus vivante, à approfondir notre compréhension des modèles de distribution temporelle et spatiale des reliques culturelles humaines, à comprendre les modèles de relation entre l’homme et la terre et leur processus d’évolution dans différents environnements et stades de développement social, et à fournir une base scientifique pour interpréter les reliques et la culture. 

Associé à des technologies d’IA telles que l’apprentissage automatique et l’apprentissage profond, le traitement des données de télédétection spatiale peut être amélioré efficacement, accélérant encore l’exploration et la protection des reliques culturelles.

En bref, la technologie du « pillage de tombes » est bonne et rapide.

Références :

- « L'apprentissage profond révèle l'étendue des pratiques archaïques de construction d'anneaux de coquillages par les Amérindiens » Dylan S. Davis

- « L'archéologie par télédétection « dans le ciel et dans la terre » L'archéologie spatiale a un grand potentiel » Institut d'innovation en information aérospatiale, Académie chinoise des sciences

- « Application de la technologie de télédétection à l'archéologie » (http://blog.sina.com.cn/s/blog_5554ecf401000e45.html)