Нейронные сети помогут ученым КФУ выявлять почвенную эрозию на полях Среднего Поволжья

Проект поддержан грантом Президента Российской Федерации.

В Казанском федеральном университете будет создана система автоматизированного крупномасштабного картографирования, которая позволит выяснить, как идет процесс эрозии на каждом конкретном поле.

Руководителем проекта «Создание системы автоматизированного крупномасштабного картографирования струйчатой почвенной эрозии Среднего Поволжья», на реализацию которого выделен грант Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук, является младший научный сотрудник НИЛ Космоэкология Института физики и кафедры моделирования экологических систем Института экологии и природопользования Казанского федерального университета, кандидат географических наук Артур  Гафуров.

«Почвенная эрозия на пахотных угодьях – одна из наиболее актуальных проблем сельского хозяйства России, – отмечает  молодой ученый. – Существующие  полевые и дистанционные методы основываются в основном на математическом моделировании происходящих процессов. Однако эрозионные уравнения не могут ответить на вопрос, как именно протекает процесс эрозии на конкретном поле.  Для этого необходимы детальные модели рельефа, осадков, крупномасштабные данные о типе почв и многое другое. На обширные территории даже в пределах одного субъекта России эти данные отсутствуют. Поэтому нами предлагается подход, основанный на картографировании почвенных струйчатых размывов по данным мультиспектральных спутниковых снимков высокого разрешения. Подход не новый – оценка интенсивности протекания эрозии по динамике размывов уже проводилась, но на весьма локальных территориях, так как процесс выделения размывов очень трудоемкий, сильно зависит от квалификации эксперта, который эти размывы выделяет».

Система автоматизированного крупномасштабного картографирования струйчатой почвенной эрозии на основе сверточных нейронных сетей, которая разрабатывается в Казанском университете, поможет сделать процесс менее трудоемким и более объективным, считает А. Гафуров.

«Как показала практика проведенных ранее работ по разработке похожей системы для автоматизированного поиска и выделения оврагов на космических снимках, нейронные сети и системы “компьютерного зрения” хорошо справляются с поиском и выделением даже таких сложных объектов», – сообщил он.

Наряду с разработкой системы  планируется создать геопортал – картографический веб-сервис, на котором будет размещена серия тематических карт.

«С их помощью можно будет оценивать изменение “рисунка” струйчатых размывов, начиная с 2015 года, – говорит Артур Гафуров. – Полученные карты могут стать хорошей основой для принятия точечных решений при планировании противоэрозионных мероприятий как на уровне отдельных хозяйств, так и целых регионов».

Источник