Change Detection
| Компания | НИУ ВШЭ |
| Учебный семестр | Осень 2018 |
| Учебный курс | 3-4-й курс |
| Максимальное количество студентов, выбравших проект: 7 | |
Темы студенческих работ 2018-2019
- Дополнительные темы (on-line таблица)
- Узнать больше о данных ДЗЗ: https://learn.arcgis.com/ru/arcgis-imagery-book/
Что это за проект?
Обнаружение изменений (change detection) на спутниковых снимках является практически важной задачей при управлении развитием городских и других территорий.
Примеры результатов работы алгоритмов обнаружения изменений:
- на месте здания появилось футбольное поле
- на месте пустыря появился жилой комплекс
- длина строящегося моста выросла на 250 метров за прошедшие пол года
- площадь зеленых зон в городе увеличилась на 10%
Таким образом, подходы обнаружения изменений позволяют повысить оперативность (за счет автоматизации) и объективность (за счет использования спутниковых данных) работы.
Обзор методов обнаружения изменений: Change detection from remotely sensed images: From pixel-based to object-based approaches PDF
Pipeline обнаружения изменений может выглядеть следующим образом:
- подготовка входных данных: спутниковые данные Sentinel (или другие) + векторные данные OpenStreetMap
- совмещение OpenStreetMap со спутниковыми данными (вырезка из них тренировочной выборки)
- обучение алгоритма обнаружения изменений
- применение обученного алгоритма к другим данным
- разработка приложения для отображения входных данных и результатов работы
- возможно использование дополнительных источников данных для улучшения результатов (напр., другие спутники или сервисы)
При командной работе задачи можно распределить следующим образом:
- реализация алгоритма (1-2 человека в зависимости от числа выбранных алгоритмов)
- подготовка и совмещение входных данных (1-3 человека, в зависимости от разнообразия источников данных)
- разработка приложения (1-2 человека, можно back-end + front-end)
Примеры практической пользы обнаружения изменений
Роскосмос "Цифровая Земля"
Космический "Google для планеты"
Источник: ссылка
Чему вы научитесь?
- алгоритмы обнаружения изменений
- алгоритмы, которые полезны не только для обнаружения изменений
- знакомство с геопространственными данными
- библиотеки работы с геопространственными данными
Какие начальные требования?
- технический английский (для чтения статей)
- язык программирования -- любой
- желание разбираться с геопространственными данными
Какие будут использоваться технологии?
Перечень технологий доступен на сайте курса Разработка геоприложений
Темы вводных занятий
Мы возьмем некоторые темы из курса Разработка геоприложений
- что такое геопространственные данные, какие они бывают и какие особенности работы с ними
- как устроены спутниковые данные (данные дистанционного зондирования Земли)
- библиотеки для работы с геопространственными данными
- подходы для обнаружения изменений на спутниковых данных
Направления развития
- реализация алгоритма (алгоритмов) обнаружения изменений на основе
- нейронных сетей
- SVM
- деревьев решений
- нечеткой логики
- объектных подходов
- использование входных данных сразу с нескольких космических аппаратов
- сохранение результатов работы в базу данных (напр., PostGIS) и выполнение над ними запросов (напр., вычисление площади полигона)
- разработка веб-сервиса для обнаружения изменений (любой язык программирования)
- разработка серверной части (автоматическая загрузка входных данных и обнаружение изменений)
Критерии оценки
4-5:
- выполнить подготовку данных (можно вручную)
- реализовать алгоритм обнаружения изменений (любой)
- реализованный алгоритм должен находить изменения
6-7:
- выполнить программную реализацию подготовки данных (с использованием OpenStreetMap, исходные данные можно загрузить вручную)
- реализовать алгоритм обнаружения изменений (см. Направления развития)
- простой графический интерфейс визуализации входных данных и результатов
- реализованный алгоритм должен находить изменения
8-10:
- выполнить программную реализацию подготовки данных (с использованием OpenStreetMap)
- реализовать алгоритм обнаружения изменений (см. Направления развития, один либо несколько)
- сохранение результатов работы в базу данных (напр., PostGIS) и выполнение над ними запросов (напр., вычисление площади полигона)
- разработка приложения (не обязательно веб) для визуализации входных данных и результатов
- дополнительные баллы можно также получить при выполнении пунктов из раздела "Направления развития"
Ориентировочное расписание занятий
По договоренности. Ориентировочно ВТ 16.40-18.10 (по четной неделе)
