УДК: 
DOI: 
10.22389/0016-7126-2024-1013-11-25-34
1 Колесников А.А.
2 Косарев Н.С.
3 Резник А.В.
4 Немова Н.А.
5 Астапов А.М.
6 Кропачева М.К.
Год: 
№: 
1013
Страницы: 
25-34

Сибирский государственный университет геосистем и технологий (СГУГиТ)

1, 
2, 
5, 
6, 

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала Сибирского отделения РАН

3, 
4, 
Аннотация:
В статье рассмотрены особенности определения контуров техногенно нарушенных территорий по данным открытой спутниковой съемки с использованием технологий компьютерного зрения. Это позволит автоматизировать формирование и обновление ретроспективной информационно-аналитической базы данных мест открытой добычи твердых полезных ископаемых для последующей защиты компонентов окружающей среды, а также для стратегического и оперативного управления рисками, связанными с горным сектором. В исследовании искусственные нейронные сверточные сети определены как основной инструмент сегментации растровых данных и выбран один из популярных вариантов реализации в виде архитектуры YOLOv8. Используемый набор данных представляет собой фрагменты спутниковых данных, полученных с космического аппарата Sentinel-2, и разметки в виде векторных полигональных объектов на территорию Новосибирской области. Описаны инструменты разметки, подготовки и формирования набора данных. Приведены результаты сравнения нескольких вариантов предобученных сетей с точки зрения итоговой точности и времени обучения, а также выводы по настройке гиперпараметров обучения для подобных задач. Модель сегментации, имеющая наиболее высокую точность, встроена в конвейер обработки данных на основе программного обеспечения Prefect
Статья подготовлена в рамках выполнения гранта №23-27-10057 РНФ и гранта №р-60 Новосибирской области «Разработка методики оценки состояния техногенно нарушенных земель Новосибирской области и прогнозирование направлений их альтернативного использования»

Список литературы: 
1.   Гаврилов В.Л., Немова Н. А., Резник А. В., Косарев Н. С., Колесников А. А. О необходимости комплексной геоэкологической оценки техногенно нарушенных горными работами земель // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 10. – С. 76–87. DOI: 10.18799/24131830/2023/10/4212.
2.   Журкин И.Г., Орлов П.Ю., Грузинов В.С., Минеев А.Н. Выбор аналитической модели и количественных показателей для геоинформационного анализа устойчивого развития территориальных образований // Геодезия и картография. – 2024. – № 9. – С. 46-56. DOI: 10.22389/0016-7126-2024-1011-9-46-56.
3.   Зеньков И. В., Анищенко Ю. А., Федоров В. А. Информационное обеспечение оценки экологии нарушенных земель железорудными карьерами на Среднем и Южном Урале // Экология и промышленность России. – 2021. – Т. 25. – № 1. – С. 38–43. DOI: 10.18412/1816-0395-2021-1-38-43.
4.   Калашников В. А., Соловьев В. И. Приложения компьютерного зрения в горнодобывающей промышленности // Прикладная информатика. – 2023. – Т. 18. – № 1 (103). – С. 4–21. DOI: 10.37791/2687-0649-2023-18-1-4-21.
5.   Колесников А. А., Косарев Н. С., Немова Н. А., Резник А. В., Платонов Т. А. Создание базы данных техногенно-нарушенных территорий Новосибирской области // Вестник СГУГиТ. – 2023. – Т. 25. – № 5. – С. 80–92. DOI: 10.33764/2411-1759-2023-28-5-80-92.
6.   Коликов К. С., Драгунский О. Н. Решение задач аэрологии и экологии карьеров в условиях взаимовлияния атмосферы выработанных пространств и окружающих их территорий // Безопасность труда в промышленности. – 2023. – № 1. – С. 35–41. DOI: 10.24000/0409-2961-2023-1-35-41.
7.   Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П. Экологические аспекты технологической парадигмы минерально-сырьевого комплекса при устойчивом развитии природы и общества // Известия ТулГУ. Науки о земле. – 2022. – Вып. 1. – С. 18–38.
8.   Хрящев В. В. Использование методов глубокого машинного обучения в задаче обнаружения купола слепой кишки на видеоданных колоноскопического исследования // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2023. – № 4 (48). – С. 133–141. DOI: 10.21685/2227-8486-2023-4-8.
9.   Ямашкин С.А., Ямашкин А.А., Занозин В.В., Бармин А.Н. Разработка алгоритма классификации данных дистанционного зондирования Земли с применением методов глубокого машинного обучения для анализа геосистемной модели территории // Геодезия и картография. – 2021. – № 4. – С. 54-64. DOI: 10.22389/0016-7126-2021-970-4-54-64.
10.   Diwan T., Anirudh G., Tembhurne, J. V. (2023) Object detection using YOLO: challenges, architectural successors, datasets and applications // Multimedia Tools and Applications. 82, pp. 9243–9275. DOI: 10.1007/s11042-022-13644-y.
11.   Ju R.-Y., Cai W. (2023) Fracture detection in pediatric wrist trauma X-ray images using YOLOv8 algorithm // Scientific Reports. 13, DOI: 10.1038/s41598-023-47460-7.
12.   Krichen M. (2023) Convolutional Neural Networks: A Survey // Computers. 12 (8) 151, DOI: 10.3390/computers12080151.
13.   Pfeiffer R., Valentino G., D`amico S., Piroddi L., Galone L., Calleja S., Farrugia R. A., Colica E. (2023) Use of UAVs and Deep Learning for Beach Litter Monitoring // Electronics. 12 (1) 198, DOI: 10.3390/electronics12010198.
14.   Phiri D., Simwanda M., Salekin S., Nyirenda V. R., Murayama Y., Ranagalage M. (2020) Sentinel-2 Data for Land Cover/Use Mapping: A Review // Remote Sensing. 12 (14) 2291, DOI: 10.3390/rs12142291.
15.   Redmon J., Divvala S., Girshick R., Farhadi A. (2016) You only look once: unified, real-time object detection. Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition pp. 779–788. DOI: 10.1109/CVPR.2016.91.
16.   Zhao X., Wang L., Zhang Y., Han X., Deveci M., Parmar M. (2024) A review of convolutional neural networks in computer vision // Artificial Intelligence Review. 57 99, DOI: 10.1007/s10462-024-10721-6.
Образец цитирования:
Колесников А.А., 
Косарев Н.С., 
Резник А.В., 
Немова Н.А., 
Астапов А.М., 
Кропачева М.К., 
Автоматизация определения контуров техногенно нарушенных территорий по данным открытой спутниковой съемки // Геодезия и картография. – 2024. – № 11. – С. 25-34. DOI: 10.22389/0016-7126-2024-1013-11-25-34
СТАТЬЯ
Поступила в редакцию: 02.07.2024
Принята к публикации: 11.11.2024
Опубликована: 20.12.2024

Авторы:

Содержание номера

2024 ноябрь DOI:
10.22389/0016-7126-2024-1013-11