Обзор искусственного интеллекта для исследования Земли

В последние годы науки о системе Земли настоятельно требуют инноваций, направленных на повышение точности, совершенствование уровня интеллектуальности моделей, масштабирование операций и снижение затрат во многих предметных областях на фоне экспоненциального накопления наборов данных и перспективной революции в области искусственного интеллекта (ИИ) в компьютерных науках. В статье представлены результаты работы, выполненной под руководством рабочих групп NASA по системам данных наук о Земле и кластера машинного обучения ESIP, с целью дать всесторонний обзор применения ИИ в науках о Земле. В ней системно рассматриваются современное состояние, технологии, варианты применения, проблемы и перспективы, а специалистам по ИИ всех уровней в области наук о Земле предлагается целостное представление, позволяющее «рассеять туман и яснее увидеть» перспективы развития ИИ для исследования Земли. Статья охватывает все основные сферы системы Земли и анализирует репрезентативные исследования ИИ в каждой из них. Кратко представлены широко используемые алгоритмы ИИ и вычислительная киберинфраструктура. Декомпозированы и проанализированы обязательные этапы типичного рабочего процесса адаптации ИИ для решения научных задач наук о Земле. В заключение обобщены ключевые вызовы и выявлены перспективы, а также предложены рекомендации и предварительные предупреждения для рационального распределения ресурсов с целью достижения амбициозных целей развития ИИ для исследования Земли в будущем.