Как нейросети помогают в борьбе с борщевиком Сосновского

В последние годы проблема распространения борщевика Сосновского, инвазивного растения, угрожающего экосистемам, стала особенно актуальной. В ответ на это возникли инновационные решения, такие как новый ИИ-сервис, разработанный в сотрудничестве с экспертами из различных организаций и движениями, занимающимися охраной природы. Этот инструмент позволяет эффективно идентифицировать заросли борщевика на спутниковых снимках, что значительно упрощает работу по его уничтожению.

Сервис предоставляет возможность всем заинтересованным — от ученых и природоохранных организаций до фермеров и волонтеров — бесплатно использовать его для анализа. Благодаря автоматизации процесса разметки снимков, время, необходимое для выявления очагов заражения, сокращается в среднем в 50 раз по сравнению с ручным трудом.

Волонтеры из движения «СтопБорщевик» уже протестировали этот инструмент и смогли выявить зараженные участки общей площадью 421 гектар в 17 регионах России. Особое внимание уделяется Москве и Подмосковью, где территория была полностью проанализирована. В результате полученных данных волонтеры активно проводят работы по ликвидации борщевика, включая выкапывание растений и обрезку соцветий, что особенно важно на территориях, охраняемых законом.

Интересно, что алгоритм, используемый для анализа спутниковых снимков, был обучен на основе обширного датасета, содержащего 10 000 размеченных изображений. Эти данные были собраны экспертами, которые вручную отмечали места произрастания борщевика. После этого ML-инженеры из Школы анализа данных «Яндекса» применили технологии машинного обучения для создания модели, способной точно определять заросли борщевика на новых снимках.

При помощи этого сервиса, волонтеры уже смогли ликвидировать значительные очаги заражения, включая крупный участок в национальном парке «Плещеево озеро» в Ярославской области. Это стало возможным благодаря высокому качеству распознавания, которое оценивалось по метрике Intersection over Union (IoU), позволяющей определить точность детекции.

Планируется, что в 2026 году работа с сервисом будет продолжена, и его возможности будут расширены. Ожидается, что программа охватит новые регионы и будет использоваться для мониторинга территорий общей площадью 100 000 квадратных километров в Тверской и Ярославской областях. Кроме того, «СтопБорщевик» совместно с Росзаповедцентром разработает карты зараженности для особо охраняемых природных территорий федерального значения.

Технологии, используемые в сервисе, могут быть адаптированы для отслеживания и других инвазивных растений, таких как эхиноцистис лопастный и канадский золотарник. Это открывает новые горизонты для охраны природы и борьбы с инвазивными видами, что крайне важно для сохранения биоразнообразия и экосистем.

Интересный факт: борщевик Сосновского особенно заметен в период цветения, когда его заросли выглядят как яркие зеленые пятна на фоне остальной растительности. Используя данный визуальный признак, модель может эффективно отличать его от других растений. С помощью вегетационного индекса CIVE, алгоритм способен точно идентифицировать борщевик, что делает процесс мониторинга еще более эффективным.