اولموارث ۱.۳؛ امبدینگ ماهواره‌ای کل کره زمین برای همه

اولموارث ۱.۳ (OlmoEarth v1.3) یک مدل امبدینگ ماهواره‌ای تازه است که همراه با امبدینگ‌های سالانه از پیش‌محاسبه‌شده برای کل کره زمین منتشر شده است. کنار این مدل، یک ابزار مرورگری هم عرضه شده که به هر کسی اجازه می‌دهد بدون ثبت‌نام و بدون دانش فنی پیشرفته، روی نقشه‌های ساخته‌شده از این امبدینگ‌ها کار کند.

امبدینگ؛ یک بار محاسبه، بارها استفاده

تا پیش از این، راه اصلی استفاده از اولموارث، تنظیم دقیق مدل در اولموارث استودیو (OlmoEarth Studio) بود: برای هر کار یک مدل جداگانه آموزش می‌دید و بعد روی تصاویر ماهواره‌ای اجرا می‌شد تا نقشه ساخته شود. این روش به دسترسی به GPU و توان دانلود و نگهداری تصاویر نیاز داشت.

مدل‌های امبدینگ، داده ماهواره‌ای را به ویژگی‌های آماده‌ای فشرده می‌کنند که می‌شود آن‌ها را با هزینه کم برای کارهای متعدد دوباره به کار برد. اولموارث ۱.۳ سری زمانی یک سال داده رادار از سنتینل-۱ (Sentinel-1) و داده چندطیفی از سنتینل-۲ (Sentinel-2) و لندست (Landsat) را می‌خواند و برای هر پیکسل ۱۰ متری روی زمین یک بردار ۱۲۸ بُعدی تولید می‌کند. ۶۴ بُعد اول هم به‌تنهایی به‌عنوان یک امبدینگ کوچک‌تر کار می‌کند.

سازندگان مدل، این امبدینگ‌ها را برای کل سیاره محاسبه کرده‌اند و در سورس کوآپراتیو (Source Cooperative) در اختیار جامعه گذاشته‌اند. نتیجه این است که ساختن نقشه پوشش زمین، نقشه محصول یا تحلیل تغییر، به یک مسئله مدل‌سازی سبک تبدیل می‌شود: یک طبقه‌بند کوچک روی امبدینگ‌ها آموزش می‌دهید و آن را محلی اجرا می‌کنید.

معماری: از ترانسفورمر بینایی تا ۱۲۸ عدد

مسیر ساخت یک امبدینگ در اولموارث ۱.۳ سه گام دارد. یک ترانسفورمر بینایی داده ماهواره‌ای را می‌خواند، یک استخراج‌کننده مبتنی بر توجه (Attention Pooler) آن را به یک بردار برای هر قطعه زمین تبدیل می‌کند و در پایان یک لایه خطی، بردار را به ۱۲۸ عدد کاهش می‌دهد.

نتیجه ارزیابی در برابر آلفاارث و تسرا

ارزیابی امبدینگ‌های اولموارث ۱.۳ در ۲۷ آزمون انجام شده که شش قاره و کارهای گوناگون را پوشش می‌دهد. دو رقیب اصلی، آلفاارث فاونڈیشنز (AlphaEarth Foundations یا AEF) و تسرا وی۲ (Tessera v2) هستند.

امبدینگ ۱۲۸ بُعدی اولموارث در ۲۰ آزمون از ۲۷ آزمون بالاترین امتیاز را گرفته و در مجموع رتبه نخست را دارد. نسخه ۶۴ بُعدی که نصف اندازه را دارد هم در ۱۸ آزمون از ۲۷ آزمون پیشتاز است.

بخشی از این ارزیابی، معرفی یک بنچمارک تازه به نام پلانتور (PLANTEUR) برای نوع محصول در کشاورزی مناطق گرمسیری است. بر اساس گزارش، امبدینگ‌ها بهترین تعمیم را در مکان‌هایی نشان می‌دهند که طبقه‌بند هرگز آن‌ها را ندیده است.

در عمل، یک طبقه‌بند کوچک که روی امبدینگ‌های اولموارث آموزش دیده برای نقشه‌برداری از سطح زمین کافی است؛ نمونه‌هایی که سازندگان نام می‌برند:

• طبقه‌بندی محصولات کشاورزان خرده‌پا در کنیا
• شناسایی کوره‌های آجرپزی در غرب داکا
• برآورد خسارت آتش‌سوزی در اندونزی
• پیگیری استخراج طلا در آمازون پرو

وزن‌های مدل، داده پیش‌آموزش و کد پیش‌آموزش کاملاً باز منتشر شده‌اند. همین منطق «یک بار آموزش، استفاده مکرر» در مدل‌های بنیادین دیگر هم دیده می‌شود؛ برای نمونه Kumo Relational انویدیا روی داده‌های رابطه‌ای همین مسیر را می‌رود.

ارزان‌ترین نسخه اولموارث تا امروز

اولموارث ۱.۳ کم‌هزینه‌ترین مدل این خانواده در آموزش بوده است. این نسخه ۵۳ درصد زمان محاسباتی نسخه قبلی (۱.۲) و ۱۸ درصد زمان محاسباتی نخستین نسخه (۱) را مصرف کرده و انتشار کربن آن به ترتیب ۵۰ و ۲۲ درصد نسخه‌های قبلی بوده است.

با این حال، مدل همچنان در تنظیم دقیق قوی عمل می‌کند و در پژوهش‌ها و برچسب‌های شرکای پروژه، عملکردی هم‌تراز نسخه ۱.۲ دارد. به گفته سازندگان، این نسخه بر همان بنیاد نسخه‌های پیشین ساخته شده و طوری تنظیم شده که امبدینگ‌ها سبک بمانند، بدون آنکه دقت در کارهای مختلف از دست برود.

اگر کسی بخواهد نتیجه را بازتولید کند، پیش‌آموزش نسخه Base اولموارث ۱.۳ در اجرای نهایی حدود ۲٬۷۲۰ دلار هزینه زمان اجاره‌ای H100 دارد. برای مقایسه، نمودار زیر هزینه سه نسل را نشان می‌دهد.

یک نقطه، نه سال؛ آنچه در لا پامپا گذشت

در منطقه مادره ده دیوس (Madre de Dios) در پرو، استخراج غیرقانونی طلا در اطراف لا پامپا (La Pampa) در سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸ به اوج رسید. بر پایه برنامه پایش MAAP وابسته به Amazon Conservation، در این دوره بیش از ۱٬۲۰۰ هکتار جنگل در محدوده حائل ذخیره‌گاه ملی تامبوپاتا (Tambopata) پاک شد. در فوریه ۲۰۱۹ عملیات مرکوریو (Operation Mercurio) ارتش پرو بیشتر این فعالیت‌ها را متوقف کرد. پرسشی که از آن زمان مطرح بوده این است که آیا این توقف پایدار ماند.

امبدینگ‌ها به این پرسش پاسخ می‌دهند، آن هم بدون نیاز به آموزش هیچ مدلی. کافی است بردار هر پیکسل را بین سال‌ها مقایسه کنید. مقایسه ۲۰۱۷ با ۲۰۲۰ جاهایی را روشن می‌کند که معدن‌کاری به سمت جنوب‌شرق در حال گسترش بود. همان مقایسه برای بازه ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۵ تصویر دیگری می‌دهد و اثر سرکوب در امبدینگ‌ها دیده می‌شود.

نکته جالب‌تر آن است که نقشه دوم تاریک نیست. بر اساس گزارش MAAP، بخش‌هایی در شمال‌غرب همچنان فعال ماندند و منطقه معدن‌کاری قدیمی با بازگشت پوشش گیاهی مدام در حال تغییر است. امبدینگ‌ها این را هم ثبت می‌کنند. بر پایه گزارش آسوشیتدپرس در اوت ۲۰۲۶، پس از آنکه دادستان‌ها اعلام کردند معدن‌کاری به داخل خود تامبوپاتا رسیده، پرو گشت‌های نیروی دریایی را به ذخیره‌گاه بازگرداند.

کاوشگر امبدینگ‌ها و آرشیو ۱۵۰ ترابایتی

کاوشگر امبدینگ‌های اولموارث (OlmoEarth Embeddings Explorer) یک ابزار تحلیل تعاملی است که خودش از همین امبدینگ‌ها ساخته شده و سیاره را به شکل نقشه رنگی کاذب نشان می‌دهد. می‌توانید در آن جابه‌جا شوید، بین سال‌ها جابه‌جا شوید تا تغییر چهره زمین را ببینید و تصویر اصلی سنتینل-۲ را زیر نقشه بیاورید تا نتیجه را با واقعیت بسنجید.

پس از آن نوبت پرسیدن است: با کلیک روی یک نقطه می‌توانید مکان‌های مشابه را پیدا کنید، یا چند نقطه برچسب‌دار بگذارید و همان‌جا یک طبقه‌بند کوچک آموزش بدهید و خروجی را به شکل GeoTIFF بگیرید. نه حساب کاربری لازم است و نه هیچ راه‌اندازی.

برای بسیاری از تیم‌ها، سنجیدن یک ایده با اولموارث تا امروز به یک اجرای تنظیم دقیق در حد چند ساعت نیاز داشت. در کاوشگر، یک دور اولیه در چند ثانیه انجام می‌شود و می‌توانید منطقه‌های کامل را با چند برچسب و بدون GPU تحلیل کنید.

آرشیو پشت کاوشگر، امبدینگ‌ها را با تفکیک ۱۰ متر نگه می‌دارد؛ چیزی حدود ۱۵۰ ترابایت برای هر سال، شامل خشکی و آب‌های ساحلی مجاور. در زمان انتشار، سال‌های ۲۰۲۵، ۲۰۲۴ و ۲۰۲۳ پوشش جهانی دارند و ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۲ فقط کشورهای منتخب را پوشش می‌دهند. هر امبدینگ در دو نسخه ۱۲۸ و ۶۴ بُعدی قابل دریافت است. برای هر قطعه ۲۰ کیلومتری و هر سال، جدول‌های منشأ فهرست صحنه‌های سنتینل-۱، سنتینل-۲ و لندست را همراه پیوند به کاتالوگ‌های عمومی نشان می‌دهد تا بتوان هر پیکسل را تا تصویر پشت آن دنبال کرد.

چطور شروع کنیم

این انتشار شامل چهار بخش است: مدل اولموارث ۱.۳ Base، امبدینگ‌های جهانی از پیش‌محاسبه‌شده، کاوشگر امبدینگ‌ها و گزارش فنی. اگر کارتان به بازه زمانی مشخصی نیاز دارد، اولموارث استودیو همان مدل را روی تاریخ‌ها، نوع داده‌ها و تفکیک دلخواه شما اجرا می‌کند و یک آموزش گام‌به‌گام هم برای تولید امبدینگ روی منابع محاسباتی خودتان وجود دارد.

این ابزارها در کنار هم کار می‌کنند: در کاوشگر جست‌وجو کنید، وقتی کاری به آن نیاز داشت در استودیو تنظیم دقیق انجام دهید و نقشه را از همان‌جا بیرون بکشید. همه این‌ها زیر همان مجوز OlmoEarth Artifact License منتشر شده‌اند؛ همان مجوزی که نسخه‌های ۱ و ۱.۲ هم با آن عرضه شدند.

پرسش‌های متداول

منبع: Hugging Face