Ученые ЮФУ научили нейросеть анализировать состояние почвы по спутниковым снимкам

Исследователи из России модифицировали нейросеть CNN для анализа спутниковых снимков и наблюдений за тем, как меняется почвенный покров и природопользование с течением времени. Работу этой системы искусственного интеллекта (ИИ) ученые успешно проверили при изучении изменений покрова Керченского полуострова в последние 30 лет.

Результаты этого исследования имеют огромное значение для понимания изменений в поверхностном покрове Керченского полуострова и схожих с ним территорий. Это не только научная ценность, но и практическая важность в рамках управления природными ресурсами.

Ученые при разработке созданного ими подхода для классификации почвенного покрова и природопользования взяли за основу четыре различных метода машинного обучения, включая глубокие нейронные сети. Они модифицировали их архитектуру и подобрали нужные параметры для обучения этих систем ИИ под заданные задачи: классификация воды, городских земель, открытых почв растительности.

Работу этих систем машинного обучения исследователи проверили на данных, которые были собраны зондом LandSat-5 в начале и середине 1990-х годов при наблюдениях за Керченским полуостровом в Крыму, а также используя топографические карты советского Генштаба. При анализе этих снимков и данных хуже всего себя проявила система машинного обучения AdaBoost, достигшая 58% точности, а лучше всего с этой задачей справилась нейросеть CNN, корректно распознавшая 90% почв и форм природопользования.

Используя эту нейросеть, ученые проанализировали, как менялся облик почв и природы Керченского полуострова в последние три десятка лет. Проведенный ими анализ показал, что свойства почв и характер природопользования в этой части Крыма меняется преимущественно под действием антропогенных, а не климатических факторов, что в первую очередь связано с перекрытием Северо-Крымского канала властями Украины в апреле 2014 года.

В дополнение к этому ученые зафиксировали достижение стабильности в использовании земель в последние годы, что контрастирует с периодом нестабильности в 1990 годах и в начале 2000-х годов. Как предполагают исследователи, это, скорее всего, связано с более четким планированием стратегического развития отраслей экономики этого региона и всего Крыма в целом.

Источник: nauka.tass.ru