Нейросеть добавила 4 миллиона деревьев в Яндекс Карты

Чтобы не тратить ресурсы картографов на разметку тысяч парков, дворов и улиц, мы обучили ML-модель. Она умеет определять координаты и основные характеристики дерева по аэрофотоснимку, что позволяет по клику найти и «высадить» растения во всем городе.

Распознавание деревьев по аэрофото

ML-модель анализирует кроны, которые видны на аэрофото местности, и получает три вида данных о деревьях:

1. Координаты. Модель фактически создает тепловую карту местности, на которой самые яркие точки — это координаты верхушек деревьев.

2. Тип листьев. По кроне модель умеет классифицировать деревья и определять, какое именно дерево стоит в этой точке: лиственное или хвойное.

3. Размер. Также по кроне модель определяет ширину и присваивает дереву высоту. Предполагается, что чем дерево шире, тем оно выше.

После определения этих параметров проводится автоматическая фильтрация. Мы убираем те деревья, которые точно не нужны на карте: например, посреди воды или на крышах. А также те, что находятся слишком близко к дорожному полотну или тропинкам в парках, чтобы они они не закрывали обзор дороги и не мешали навигации. Кроме того, алгоритм «прореживает» массив растительности в местах, где деревьев много и они растут слишком плотно друг к другу. Это позволяет не перегружать приложение излишними данными.

Используя информацию о местоположении и параметрах дерева, алгоритм ставит на карту нужную 3D-модель. Всего их 12: шесть лиственных и шесть хвойных. Они различаются по высоте, ширине ствола и кроны. Также при расстановке алгоритм специально поворачивает каждое дерево и немного меняет его размер. Это позволяется сделать картинку более «живой» и не заполнять карты абсолютно идентичными макетами.

Всего ML-модель добавила на карту 24 тысячи хвойных и около 4 миллионов лиственных деревьев. Их 3D-модели теперь есть в 2000 парках и скверах Москвы и Петербурга, а также во дворах и на улицах обоих городов.

Датасет для обучения ML-модели

Модель обучалась на данных, которые разметили пользователи в «Народной карте» Яндекса. Используя спутниковые и панорамные снимки, народные картографы добавили координаты, тип листьев, класс высоты и ширины почти у 160 000 деревьев в Москве и Санкт-Петербурге. Деревья «сажало» более 350 пользователей, самый активный из них создал на карте 37 тысяч растений.

В Москве и Петербурге оказалось слишком мало ёлок и, соответственно, данных о них. Поэтому пришлось дополнительно обучать модель распознавать хвойные деревья. Для этого мы выбрали регион с большой плотностью таких растений — Казань. Сначала просили модель разметить ёлки самостоятельно, а потом — картографов уточнить ее данные: удалить лишнее или добавить недостающее.

Ещё одним вызовом для ML-модели стали скопления деревьев, в которых сложнее определить по кронам отдельностоящие. Поэтому мы также доразмечали данные в зелёных зонах с большой плотностью растений. Так модель научилась учитывать факторы, свойственные именно для этих областей.

Могу ли я тоже посадить дерево в Яндекс Картах?

Да, посадить дерево на карту можно в Москве или Санкт-Петербурге. Для этого нужно ознакомиться с правилами разметки, зайти в «Народную карту» и добавить информацию о своем растении. Если оно будет соответствовать правилам и пройдет модерацию, то в течение недели появится в Яндекс Картах.