16.08.2022
Наш канал в Telegram: https://t.me/berzaru

Нейросеть научилась определять высоту деревьев по спутниковым снимкам

Высоту деревьев определяет Н

Исследователи из Цюриха создали нейросеть, которая способна распознавать высоту растительности по спутниковым снимкам. Разработка поможет в борьбе с изменением климата и вымиранием видов. Новая модель представляет собой свёрточную нейронную сеть (CNN). То есть алгоритм накладывает фильтрующую маску размером 3×3 пикселя на спутниковое изображение, чтобы получить информацию о характере яркости на изображении. Исследование опубликовано на arXiv.org.

В ходе разработки учёные использовали миллионы примеров изображений с двух спутников Copernicus Sentinel-2, эксплуатируемых Европейским космическим агентством (ЕКА). Эти спутники фиксируют каждое место на Земле каждые пять дней с разрешением 10×10 метров на пиксель. В результате получаются изображения самого высокого качества, доступные в настоящее время. Для расчёта высоты деревьев использовались данные, полученные в ходе миссии НАСА GEDI.

«Миссия GEDI предоставляет глобально распределённые разрозненные данные о высоте растительности между 51 градусом северной и южной широты, поэтому в процессе обучения компьютер видит множество различных типов растительности», — объясняет один из исследователей.

Получившаяся модель способна автоматически оценивать высоту растительности по более чем 250 000 изображениям (около 160 ТБ данных). Высокая эффективность нейросети связана ещё и с тем, что исследователи использовали не одну CNN, а пять. Они обучались независимо друг от друга, и каждая из них делала собственную оценку высоты дерева. Модель учитывает и неопределённость в самих данных: например, если спутниковое изображение туманно, неопределённость выше, чем при хороших атмосферных условиях.

«Важным аспектом для нас было информирование пользователей о неопределённости оценки, — говорит Лэнг, один из исследователей. — Если все модели совпадают, то ответ ясен на основе данных обучения. Если модели приходят к разным ответам, это означает, что в оценке более высокая неопределённость».

Полученная с помощью нейросети глобальная карта высоты растительного навеса поможет экологам следить за изменениями климата. Также она может представлять интерес для правительств и административных органов. Благодаря Sentinel-2 высоту растительности можно пересчитывать каждые пять дней, что позволяет отслеживать вырубку тропических лесов.