الحقيقة على أرض الواقع

الحقيقة الأرضية هي المعلومات المعروفة بصحتها وواقعيتها، والمُستقاة من الملاحظة والقياس المباشرين (أي الأدلة التجريبية )، على عكس المعلومات المُستقاة من الاستدلال . ^{[ 1 ]} ظهر مصطلح الحقيقة الأرضية في أدبيات الاستشعار عن بُعد في وقت مبكر من عام 1972، عندما وصفته وكالة ناسا  بأنه "بيانات أساسية حول ... المواد الموجودة على سطح الأرض" تُستخدم لمعايرة القياسات. ^{[ 2 ]} وقد تبنّته لاحقًا مجتمعات النمذجة الإحصائية والتعلم الآلي . ^{[ 3 ] [ 4 ]}

يسجل قاموس أكسفورد الإنجليزي (sv ground truth ) استخدام كلمة Groundtruth بمعنى "الحقيقة الأساسية" من قصيدة هنري إليسون "حكاية المنفي السيبيري"، التي نُشرت عام 1833. ^{[ 5 ]}

يمكن استخدام مصطلح "الحقيقة الأساسية" كاسم وصفة وفعل.

• الاسم: "الحقيقة الأساسية" (بدون واصلة). مثال: "الحقيقة الأساسية ضرورية لتدريب نماذج دقيقة."
• صفة: "الحقيقة الأساسية" ( صفة مركبة موصولة بشرطة ). مثال: "نحتاج إلى استخدام بيانات الحقيقة الأساسية للتحقق من صحة النموذج."
• الفعل: "التحقق من صحة النتائج" أو "التحقق من صحة النتائج" ( فعل مركب ). مثال: "نحتاج إلى التحقق من صحة النتائج لضمان دقتها."

في الإحصاء والتعلم الآلي، تُعرف الحقيقة الأساسية بأنها النتيجة المثالية المتوقعة، ^{[ 6 ]} وتُستخدم في النماذج الإحصائية لإثبات أو دحض فرضيات البحث . "التحقق من الحقيقة الأساسية" هو عملية جمع البيانات الجيدة لهذا الاختبار. وعادةً ما تُدرج الحقيقة الأساسية ضمن البيانات المصنفة .

في مجال التعلّم الآلي، لا تُعدّ "الحقيقة الأساسية" بالضرورة صحيحة أو دقيقة موضوعيًا. فعلى سبيل المثال، عند تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي أو أنظمة تصنيف المحتوى حسب الصلة ، قد تكون مجموعة من الأحكام التي يصدرها البشر أو تُستنتج من سلوك المستخدم، والتي قد تعتمد على السياق. ^{[ 7 ]} فعلى سبيل المثال، في تصفية البريد العشوائي باستخدام بايز ، يُدرَّب نظام التعلّم الخاضع للإشراف عادةً باستخدام أمثلة مُصنَّفة على أنها بريد عشوائي وغير عشوائي. ورغم أن هذه التصنيفات قد تكون ذاتية أو غير دقيقة، إلا أنها تُعتبر حقيقة أساسية.

الحقيقة الأساسية في مجال التعلم الآلي هي البيانات الموضوعية. على سبيل المثال، لنفترض أننا نختبر نظام رؤية مجسمة لنرى مدى دقته في تقدير المواقع ثلاثية الأبعاد. قد يوفر جهاز قياس المسافة بالليزر المُعاير مسافات دقيقة كحقيقة أساسية.

في مجال الاستشعار عن بُعد ، يُشير مصطلح "البيانات المرجعية" إلى المعلومات التي يتم جمعها في الموقع المصوّر. تُمكّن البيانات المرجعية من ربط بيانات الصور بالمعالم والمواد الحقيقية على الأرض. ويُتيح جمع هذه البيانات معايرة بيانات الاستشعار عن بُعد، ويُساعد في تفسير وتحليل ما يتم رصده. ومن الأمثلة على ذلك: رسم الخرائط ، والأرصاد الجوية ، وتحليل الصور الجوية ، وصور الأقمار الصناعية ، وغيرها من التقنيات التي يتم فيها جمع البيانات عن بُعد.

وبشكل أكثر تحديدًا، قد تشير الحقيقة الأرضية إلى عملية تتم فيها مقارنة " وحدات البكسل " ^{[ 8 ]} في صورة فضائية بما تم تصويره (وقت الالتقاط) للتحقق من محتويات "وحدات البكسل" في الصورة (مع ملاحظة أن مفهوم "وحدة البكسل" يعتمد على نظام التصوير). في حالة الصورة المصنفة، يمكن أن يساعد التصنيف الخاضع للإشراف في تحديد دقة التصنيف بواسطة نظام الاستشعار عن بُعد، مما يقلل من الخطأ في التصنيف.

تُجرى عملية التحقق الميداني عادةً في الموقع، حيث يتم ربط المعلومات المعروفة بالملاحظات السطحية وقياسات خصائص مختلفة لعناصر خلايا الدقة الأرضية قيد الدراسة في الصورة الرقمية الملتقطة عن بُعد. تتضمن هذه العملية أيضًا تحديد الإحداثيات الجغرافية لخلية الدقة الأرضية باستخدام تقنية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ومقارنتها بإحداثيات "البكسل" قيد الدراسة التي يوفرها برنامج الاستشعار عن بُعد، وذلك لفهم وتحليل أخطاء الموقع وكيفية تأثيرها على الدراسة.

تُعدّ البيانات المرجعية الأرضية بالغة الأهمية في التصنيف الأولي الخاضع للإشراف للصورة. فعندما تُعرف هوية ومواقع أنواع الغطاء الأرضي من خلال العمل الميداني والخرائط والخبرة الشخصية، تُعرف هذه المناطق بمواقع التدريب. وتُستخدم الخصائص الطيفية لهذه المناطق لتدريب برنامج الاستشعار عن بُعد باستخدام قواعد القرار لتصنيف بقية الصورة. وتُقدّم قواعد القرار هذه، مثل تصنيف الاحتمالية القصوى، وتصنيف متوازي المستطيلات، وتصنيف المسافة الدنيا، تقنيات مختلفة لتصنيف الصورة. كما تُتيح مواقع البيانات المرجعية الأرضية الإضافية للمستشعر عن بُعد إنشاء مصفوفة خطأ تُؤكد دقة طريقة التصنيف المُستخدمة. وقد تختلف نسب الخطأ باختلاف طرق التصنيف في مشروع تصنيف مُحدد. ومن المهم أن يختار المستشعر عن بُعد طريقة التصنيف التي تُناسب عدد التصنيفات المُستخدمة مع توفير أقل قدر من الخطأ.

تُساعد البيانات الميدانية أيضًا في تصحيح تأثيرات الغلاف الجوي . فنظرًا لأن صور الأقمار الصناعية تمر عبر الغلاف الجوي، فقد تتعرض للتشوه بسبب امتصاص الغلاف الجوي. لذا، تُساعد البيانات الميدانية في تحديد الأجسام في صور الأقمار الصناعية بدقة.

في نظم المعلومات الجغرافية، تُنمذج البيانات المكانية إما كحقل (كما في صور الاستشعار عن بعد النقطية ) أو ككائن (كما في تمثيل الخرائط المتجهة ). ^{[ 9 ]} وتُنمذج هذه البيانات من العالم الحقيقي (أو الواقع الجغرافي )، عادةً من خلال عملية رسم الخرائط (كما هو موضح).

أصبحت نظم المعلومات الجغرافية، مثل نظم المعلومات الجغرافية (GIS) ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، واسعة الانتشار لدرجة أن مصطلح "الحقيقة الأرضية" اكتسب دلالة خاصة في هذا السياق. فإذا كانت إحداثيات الموقع التي تُرجعها طريقة تحديد المواقع، مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، تُمثل تقديرًا لموقع ما، فإن "الحقيقة الأرضية" هي الموقع الفعلي على سطح الأرض. على سبيل المثال، قد يُرجع هاتف ذكي مجموعة من إحداثيات الموقع المُقدَّرة، مثل 43.87870، -103.45901 . والحقيقة الأرضية المُقدَّرة بهذه الإحداثيات هي طرف أنف جورج واشنطن على جبل رشمور . وتُعرَّف دقة التقدير بأنها أقصى مسافة بين إحداثيات الموقع والحقيقة الأرضية. في هذه الحالة، يُمكننا القول إن دقة التقدير هي 10  أمتار، ما يعني أن النقطة على سطح الأرض التي تُمثلها إحداثيات الموقع يُعتقد أنها تقع ضمن مسافة 10  أمتار من أنف جورج - أي الحقيقة الأرضية. بعبارة أخرى، تُشير الإحداثيات إلى المكان الذي نعتقد أن أنف جورج واشنطن يقع فيه، والحقيقة الأرضية هي موقعه الفعلي. عملياً، يستطيع الهاتف الذكي أو جهاز تحديد المواقع العالمي (GPS) المحمول باليد تقدير الموقع الفعلي بدقة تتراوح بين 6 و10 أمتار. ويمكن للأجهزة المتخصصة تقليل خطأ قياس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى أقل من سنتيمتر واحد. ^{[ 10 ]}

يستخدم مصطلح "الحقيقة على أرض الواقع" في اللغة العامية العسكرية الأمريكية للإشارة إلى الحقائق التي تشكل الوضع التكتيكي، وذلك على عكس التقارير الاستخباراتية وخطط المهام وغيرها من الأوصاف التي تعكس التوقعات الإرادية أو السياسية للمجمع الصناعي العسكري. يظهر هذا المصطلح في عنوان الفيلم الوثائقي عن حرب العراق "الحقيقة على أرض الواقع " (2006)، وكذلك في المنشورات العسكرية، على سبيل المثال، صحيفة "ستارز آند سترايبس " التي تقول: "قررت صحيفة "ستارز آند سترايبس" معرفة الحقيقة على أرض الواقع في العراق".

• خط الأساس (العلم)
• معايرة
• التأسيسية

• مشروع تكنولوجيا الاستشعار عن بعد لمنظمة الغابات (يتضمن مثالاً على مصفوفة الخطأ)