人工智能赋能的公民科学如何扩大社区主导的气候行动影响力

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  • 气候监测与 stewardship 的未来,取决于借助人工智能,让公民的声音和行动更加广泛地参与其中并发挥更大影响。

  • 将人工智能与公民科学结合,为我们提供了独特机遇,以扩大气候监测与行动的规模、普及参与并提升成效。

  • 以下介绍人工智能赋能的公民科学在气候监测与行动中扩大社区主导倡议影响力的三种方式。

气候变化的迅猛加剧需要的不只是自上而下的解决方案和专家干预——它要求社区走在前沿,配备尖端技术,并获得可付诸行动的洞见和协作工具。

人工智能(AI)与公民科学相结合,为我们提供了独特机遇,以扩大气候监测与行动的规模、普及参与并提升成效。公民科学支持在可持续发展领域收集和处理数据,人工智能则通过有效分析予以补充。

人工智能与公民科学的融合蕴含着应对可持续发展挑战的巨大潜力,可通过整合数据准确性、预测分析、实时监测以及综合环境情报来提供解决方案。

以下介绍人工智能赋能的公民科学在气候监测与行动中扩大社区主导倡议影响力的三种方式。

1. 提高数据准确性并增强预见能力

人工智能能够快速处理大量环境数据,从而提升社区收集的数据集的质量和预测能力。传统上,公民科学项目依赖人工收集数据和基础统计工具,但往往受资源有限和数据不一致所制约。人工智能可以通过自动清理数据、验证输入信息并发现人眼难以察觉的模式,弥补这些不足。

例如,WRc(水研究中心)与降雨数据建模公司 Rain++ 及国立台湾大学合作,训练人工智能模型,利用 Bradford's Becks 之友社区团体拍摄的数千张照片,识别河流健康状况的视觉指标。另一个例子是River Watchers项目,由 River Cleanup 与VITO(佛兰德技术研究院)合作开展。在该项目中,居民拍摄垃圾照片,人工智能协助识别废弃物类型,并将其标注到交互式地图上,以详细呈现当地污染情况,为清理工作和政策制定者提供宝贵资源。

同样,在印度,联合国开发计划署加速实验室与诺丁汉大学合作开发了 GeoAI 数字平台,利用卫星图像和人工智能目标检测算法识别空气污染热点。后一环节涉及由全球大量公民科学参与者训练的人工智能算法;他们自愿生成训练数据和验证数据,以提高算法准确性。将人工智能算法应用于这些由公民科学训练所得的数据后,研究人员在印度印度河—恒河平原识别出超过47,000座砖窑,从而推动了监管行动和污染治理。

这些解决方案表明,人工智能驱动的公民科学如何将监测从被动观察转向主动管理,使社区能够在环境问题恶化之前采取干预措施。

人工智能与公民科学相结合,为生态监测注入强大动力。Image: McClure 等

2. 实现生物多样性与生态系统的实时监测

人工智能赋能的工具正在改变公民参与和监测生物多样性的方式。例如,如今已有配备人工智能图像和声音识别功能的移动应用:iNaturalist、Merlin Bird ID 应用和日本的 Biome 应用让个人能够通过照片或音频记录记录并识别物种。实时参与提高了生物多样性观察的频率和覆盖范围,并通过即时反馈和验证增强数据可靠性。

日本的 Biome 应用利用人工智能算法识别物种,并引入游戏化机制:用户提交录音并协助识别即可获得积分,这也推动形成了活跃的社群。自2019年以来,该应用已累计超过600万条生物多样性记录,社区对鸟类、哺乳动物、爬行动物和两栖动物的识别准确率超过95%。应用中的数据还用于保护规划,并支持企业进行环境信息披露。

还有其他项目,例如一款用于鸟类监测的芬兰应用,名为“Muuttolintujen kevät”(简称 MK),意为“候鸟之春”。该应用录制的鸟鸣由人工智能后端识别和分类。通过公民科学持续、分布式地参与,社区能够近乎实时地生成生态数据,这些数据有望为保护、适应和政策制定提供参考,其响应速度也远高于传统调查方法。

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3. 整合多源数据,形成全面认识

人工智能赋能的监测系统具有独特能力,能够综合多种环境数据集,包括公民科学观察记录、卫星图像、传感器输出和天气模型。这种整合能力为社区提供独立指标,并带来对复杂环境动态的全面、可付诸行动的洞见。

一个突出例子是 Google Earth Engine。这一云平台结合大数据、人工智能和机器学习,分析地理空间数据与卫星图像,以追踪森林砍伐, 监测水质以及城市扩张在全球范围内的情况。社区可以上传并整合居民生成的数据与遥感数据,从而推动大规模环境研究、生物多样性评估和气候变化分析。

同样,欧洲航天局气候变化倡议利用人工智能处理图像,以快速检测森林砍伐、洪水和城市蔓延。通过开放数据框架向社区开放后,这一举措有助于利益相关方近乎实时地了解并应对环境变化。

在水质监测方面,多模态人工智能模型可以整合居民收集的数据、遥感系统和水文模型,预判污染事件,并指导社区层面的减缓策略。

人工智能赋能的公民科学能够带来变革

人工智能与公民科学的融合,为社区提供了变革性工具,用于收集气候数据,并以更高的精度和影响力辅助解读与行动。通过提高数据准确性、实现生物多样性实时监测并整合多源数据集,这些解决方案能够助力发布预警,并为基层决策和循证倡议提供依据。

这些技术已不再处于试验阶段;它们经过验证、可规模化,并已准备好在全球范围内支持社区提升气候韧性。

气候监测与 stewardship 的未来,取决于借助人工智能,让公民的声音和行动更加广泛地参与其中并发挥更大影响,使这些地方社区成为提升可持续性的全球力量。利用这些人工智能工具赋能社区,不只是一次技术升级,更是邀请人们参与、创新并引领全球气候变化行动。

随着公民科学与人工智能同步发展,它们正在为所有公民和社区重新定义可能性,最重要的是,也为我们共同生活的地球开辟新的可能。

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