Автоматическое распознавание объектов на спутниковых снимках

Задача, стоявшая перед клиентом

В связи со спецификой законодательства страны нахождения нашего клиента он столкнулся с отсутствием систематизированного учета состояния сельскохозяйственных и жилых территорий, а также ведения иных видов государственной статистики. Клиент был заинтересован в проведении структурированного аудита сельскохозяйственных и жилых территорий и последующем мониторинге их состояния. Клиент привлек Институт прикладного анализа данных «Делойта» (ИПАД) для разработки решения по автоматизированной оценке территорий на основании данных, полученных при помощи спутниковой съемки.

Решение от Deloitte Analytics Institute

Институт прикладного анализа данных «Делойта» предложил решения, основанные на передовой практике обработки спутниковых изображений.



Решения состоят из трех основных блоков (функций):


  1. Обработка и хранение больших объемов спутниковых изображений
    • Получение спутниковых изображений в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне для заданных дат и геолокации
    • Разработка программного обеспечения для обработки и преобразования полученных изображений
  2. Распознавание объектов на спутниковых снимках и расчет параметров для отдельных объектов
    • Подготовка образцов для обучения с масками и метриками с целью проверки качества нейронной сети
    • Предварительная обработка спутниковых изображений с использованием техник и алгоритмов машинного распознавания образов
    • Проверка набора глубинных нейронных сетей на примере спутниковых изображений для распознавания и сегментирования объектов по типам (строения, фермерские угодья)
    • Распознавание объектов и полигональное моделирование объектов на основе методов выделения контуров изображений
    • Расчет геостатистических данных по распознанным объектам (например, количество и площадь выявленных угодий и строений)
  3. Блок визуализации для анализа результатов оценки территории в рамках простого в использовании онлайн-инструмента, поддерживаемого геоинформационной системой (ГИС)
    • Визуализация распознанных объектов на карте
    • Применение системы ГИС для преобразования слоев карты и распознанных объектов
    • Простая в использовании онлайн-аналитика, интегрированная в рамках единого инструмента оценки.

Методы

  • Глубинное обучение
  • Искусственные нейронные сети
  • Машинное обучение
  • Методы компьютерного зрения
  • Сегментация и распознавание объектов
  • Анализ данных
  • Обработка спутниковых изображений

Результаты применения предложенного решения

  1. Разработан автоматизированный инструмент оценки состояния сельскохозяйственных земель.
  2. Данный инструмент позволяет создавать интерактивные карты площадью в несколько тысяч квадратных километров и отмечать на них интересующие объекты.
  3. Создано программное обеспечение для геосистем, предоставляющее полные данные о количестве, местоположении и размерах сельскохозяйственных, промышленных и бытовых объектов.

Shareholders value

Shareholder Value

  1. Revenue Growth
    1. Volume
      1. Acquire New Customers
      2. Retain & Grow Current Customers
      3. Leverage Income Generating Assets
    2. Price Realization
      1. Strengthen Pricing
  2. Operating Margin (after taxes)
    1. Selling General & Administrative (SG&A)
      1. Improve Customer Interaction Efficiency
      2. Improve Corporate/ Shared Service Efficiency
    2. Cost of Goods Sold (COGS)
      1. Improve Development & Production Efficiency
      2. Improve Logistics & Service Provision Efficiency
    3. Income Taxes
      1. Improve Income Tax Efficiency
  3. Asset Efficiency
    1. Property, Plant & Equipment (PP&E)
      1. Improve PP&E Efficiency
    2. Inventory
      1. Improve Inventory Efficiency
    3. Receivables & Payables
      1. Improve Receivalables & Payables Efficiency
  4. Expectations
    1. Company Strenghs
      1. Improve Managerial & Governance Effectiveness
      2. Improve Execution Capabilities
    2. External Factors

Выручка

Возможность ускорить процесс инвентаризации полей и домохозяйств и выявить новые объекты и предприятия


Операционная рентабельность

  • Снижение трудозатрат и загрузки аналитиков (человеко-часов для решения задачи по оценке территории)
  • Значительное ускорение оценки состояния территорий
  • Снижение вероятности ошибок в результате человеческого фактора за счет автоматизации большинства функций

Качество управления

Возможность отслеживать динамику роста/снижения площадей под домашними хозяйствами, посевами, предприятиями, лесами и т.п.