Nuevos Modelos de IA Generativa de Imágenes Satelitales: Hacia Visualizaciones Más Realistas y Confiables del Cambio Climático

26 noviembre, 2024

  • El método podría ayudar a las comunidades a visualizar y prepararse para las tormentas que se avecinan
  • La investigadora de la Universidad de Granada Natalia Díaz colabora con el MIT, entre otras entidades, para generar nuevo modelos de visualización de desastres naturales que sean más realistas y confiables
  • La combinación de aprendizaje profundo y modelado basado en física reduce errores en la creación de imágenes satelitales sintéticas para aplicaciones críticas tales como la simulación de inundaciones

Un nuevo estudio revela que los modelos de visión generativa profunda pueden sintetizar imágenes de satélite altamente realistas, útiles para ilustrar futuros eventos climáticos como inundaciones, reforestaciones y el retroceso del hielo marino. Aunque esta tecnología enfrenta un desafío crítico: las «alucinaciones», o la generación de datos incorrectos en regiones no susceptibles, lo que limita su aplicabilidad en escenarios sensibles al riesgo, como la comunicación del cambio climático, el nuevo estudio aplica limitaciones físicas que mejoran notablemente la plausibilidad de las visualizaciones y reducen las alucinaciones. 

En el estudio ha participado la investigadora del instituto DaSCI, Universidad de Granada, Natalia Díaz, beneficiaria de una de las Becas Leonardo de la Fundación BBVA, en colaboración con varios centros de investigación y fundaciones de Estados Unidos, Canadá, Alemania y Reino Unido entre los que se encuentra el  Massachusetts Institute of Technology (MIT). 

Para abordar este problema, el equipo utilizó una red generativa adversarial (pix2pixHD) para crear imágenes de satélite sintéticas que representarán inundaciones futuras o el resultado de acciones positivas como la reforestación. Los resultados iniciales mostraron que, aunque el modelo era capaz de generar imágenes fotorrealistas, tendía a «alucinar» inundaciones en áreas incorrectas.

La solución propuesta combina aprendizaje profundo con mapas de segmentación generados por modelos de inundación basados en la física. Este enfoque mejorado no solo supera al modelo de aprendizaje profundo puro, sino también a soluciones manuales, al reducir significativamente los errores de predicción y mejorar la fiabilidad de las imágenes.

El equipo evaluó la capacidad de generalización de su método utilizando distintos conjuntos de datos de teledetección y eventos climáticos, incluyendo la reforestación y la fusión del hielo marino ártico. Además, han puesto a disposición de la comunidad científica su código, nueva métrica y un extenso conjunto de datos, que incluye más de 30.000 tripletas de imágenes HD etiquetadas para traducción de imagen a imagen guiada por segmentación, equivalente a 5,5 millones de imágenes a resolución 128×128.

Este trabajo marca un paso crucial hacia la creación de herramientas visuales confiables y realistas para la comunicación de los impactos del cambio climático, estableciendo nuevas bases para la colaboración entre modelado basado en física y aprendizaje profundo.

El Instituto Andaluz Interuniversitario en Ciencia de Datos e Inteligencia Computacional, conocido como Instituto DaSCI, es una entidad de colaboración entre las universidades de Granada, Jaén y Córdoba. Se dedica a la investigación avanzada y la formación en el ámbito de la Inteligencia Artificial, con un enfoque particular en la Ciencia de Datos e Inteligencia Computacional. El instituto reúne a un destacado grupo de investigadores e investigadoras que trabajan en proyectos conjuntos, promoviendo el desarrollo y la aplicación de tecnologías innovadoras en diversos sectores. Con el objetivo de convertirse en un referente en su campo, el DaSCI impulsa la transferencia de conocimiento científico al entorno socioeconómico, contribuyendo así al progreso tecnológico y a la digitalización de la industria. https://dasci.es/es/ 

  • Imágenes ejemplo generadas por IA: Arriba: Imagen satélite pre-inundación. Abajo: Imagen generada por el modelo post-inundación.

Contacto: 

  • Natalia Díaz-Rodríguez – nataliadiaz@ugr.es

Más información:

28/11/24 Desarrollan una IA que genera imágenes satelitales de futuras inundaciones y puede servir para evitar catástrofes https://cadenaser.com/nacional/2024/11/28/desarrollan-una-ia-que-genera-imagenes-satelitales-de-futuras-inundaciones-y-puede-servir-para-evitar-catastrofes-cadena-ser/
28/11/24 Crean una herramienta de IA que genera imágenes satelitales de futuras inundaciones https://www.infobae.com/espana/agencias/2024/11/28/crean-una-herramienta-de-ia-que-genera-imagenes-satelitales-de-futuras-inundaciones/
28/11/24 Nueva herramienta de inteligencia artificial genera imágenes satelitales realistas de futuras inundaciones https://www.ucodigital.com.ar/smartwatch/nueva-herramienta-de-inteligencia-artificial-genera-imagenes-satelitales-realistas-de-futuras-inundaciones/107748/
28/11/24 Crean una herramienta de IA que genera imágenes satelitales realistas de futuras inundaciones https://www.msn.com/es-es/noticias/tecnologia/crean-una-herramienta-de-ia-que-genera-im%C3%A1genes-satelitales-realistas-de-futuras-inundaciones/ar-AA1uVdg5
28/11/24 Una nueva herramienta de IA genera imágenes satelitales realistas de futuras inundaciones https://www.iagua.es/noticias/redaccion-iagua/nueva-herramienta-ia-genera-imagenes-satelitales-realistas-futuras
28/11/24 Desarrollan una nueva herramienta de IA para visualizar inundaciones futuras https://www.20minutos.es/noticia/5658711/0/desarrollan-una-nueva-herramienta-ia-para-visualizar-inundaciones-futuras/
28/11/24 Crean una herramienta de inteligencia artificial que genera imágenes satelitales realistas de futuras inundaciones https://www.europapress.es/andalucia/noticia-crean-herramienta-inteligencia-artificial-genera-imagenes-satelitales-realistas-futuras-inundaciones-20241128144640.html
28/11/24 Crean una herramienta de inteligencia artificial que genera imágenes satelitales realistas de futuras inundaciones https://canal.ugr.es/noticia/crean-una-herramienta-de-inteligencia-artificial-que-genera-imagenes-satelitales-realistas-de-futuras-inundaciones/
28/11/24 Un nuevo herramienta de IA crea imágenes satelitales realistas para anticipar las inundaciones futuras https://actu.ai/es/un-nuevo-herramienta-de-ia-crea-imagenes-satelitales-realistas-para-anticipar-las-inundaciones-futuras-12186.html
28/11/24 El Motor de Inteligencia Terrestre de MIT: Predicción de Inundaciones Impulsada por IA https://neuron.expert/news/new-ai-tool-generates-realistic-satellite-images-of-future-flooding/9518/es/
28/11/24 IA para Visualizar Inundaciones Futuras: Innovación o Riesgo? https://iartificial.blog/aplicaciones/ia-visualizar-inundaciones-futuras/
28/11/24 Herramienta de IA que genera imágenes de satélite realistas para evitar desastres naturales co https://www.pcdemano.com/sc/31812/
28/11/24 Desarrollan una nueva herramienta de IA para visualizar inundaciones futuras https://www.rednoticias.eu/new/desarrollan-nueva-herramienta-ia-visualizar-inundaciones-futuras
28/11/24 Investigadores de la UGR crean un generador autónomo de problemas de IA capaz de mejorar las aplicaciones de mapas https://www.granadaesnoticia.com/universidad/investigadores-de-la-ugr-crean-un-generador-autonomo-de-problemas-de-ia#goog_rewarded
28/11/24 Crean una herramienta de inteligencia artificial que genera imágenes satelitales realistas de futuras inundaciones http://www.cibersur.com/cibersur/impe/iadministracion/023515/crean/herramienta/inteligencia/artificial/genera/imagenes/satelitales/realistas/futuras/inundaciones