INFOSTRATEG
Nazwa Projektu: Automatyczna detekcja obiektów topograficznych (ADETOPO)
Automatyczna detekcja obiektów topograficznych realizowana jest w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych Zaawansowane technologie informacyjne, telekomunikacyjne i mechatroniczne INFOSTRATEG realizowanego w latach 2020-2029 przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (https://www.gov.pl/web/ncbr/infostrateg)
Czas realizacji
Faza I: 01.09.2024 – 30.04.2025
Faza II: 01.05.2025 – 30.04.2026
Faza III: 01.05.2025 – 31.12.2026
Budżet
Szacowany budżet: 40 mln PLN
Cel projektu
Celem projektu jest stworzenie narzędzi opartych na algorytmach uczenia maszynowego umożliwiających automatyczną detekcję obiektów topograficznych, które zasilają bazę BDOT10k. Automatyczna detekcja będzie oparta na danych fotogrametrycznych dostępnych w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym. W wyniku detekcji powstanie wykaz wykrytych obiektów topograficznych (w postaci pliku wektorowego obsługiwanego przez oprogramowanie GIS), sklasyfikowanych zgodnie ze specyfikacją BDOT10k. Wykryte obiekty będą porównane z aktualną bazą BDOT10k, a w wyniku zostanie im przypisany nowy atrybut „status”, zgodnie z poniższym:
- „obiekt nowopowstały” - wykryty obiekt nie występuje w bazie BDOT10k,
- „obiekt zmieniony”- geometria obiektu wykrytego różni się w stosunku do geometrii obiektu w bazie BDOT10k,
- „obiekt identyczny”- geometria obiektu wykrytego pokrywa się z geometrią obiektu w BDOT10k.
Beneficjenci projektu
Projekt przyczyni się do rozwoju potencjału polskiego w zakresie SI poprzez rozwój kompetencji i udostępnienie narzędzi opartych o machine learning. Opracowanie narzędzi umożliwiających automatyczną detekcję obiektów usprawni efektywność procesów aktualizacji bazy BDOT10k co poprawi jakość i aktualność danych i usług sieciowych udostępnianych obywatelom. Ponadto, powstaną i będą udostępnione zbiory danych testowych, modele umożliwiające detekcję obiektów topograficznych i narzędzia, które będą rozwijały działania inwestycyjne i B&R instytucji.
Opracowanie narzędzia umożliwiającego automatyczne wykrywanie obiektów zasilających bazę BDOT10k, w szczególności takich jak budynki, budowle, sieć wodna (m in. rzeki, jeziora, kanały, rowy melioracyjne) czy sieć komunikacyjna (drogi, jezdnie, obiekty komunikacyjne, takie jak przystanki), z wykorzystaniem danych fotogrametrycznych pozwoli na tańszą i częstszą aktualizację tej bazy, co zmniejszy wydatkowanie środków publicznych na ten cel oraz umożliwi aktualizację w ramach prac własnych, co skróci czas aktualizacji o kilka miesięcy.
Wyzwaniem jest również wytworzenie odpowiedniej wielkości próbki treningowej, zapewniającej poprawność wykrytych obiektów na poziomie co najmniej 95%, potrzebnej do nauczenia algorytmu (tj. stworzenie warstw wektorowych zawierających np. różne kształty danych obiektów) na danych fotogrametrycznych dostępnych w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym. Ze względu na specyfikę obiektów topograficznych w Polsce (kształt, rozmieszczenie, tekstura) oraz złożoną klasyfikację obiektów w BDOT10k, standardowe próbki treningowe czy dostępne obecnie modele nie pozwalają na wykrywanie tych obiektów z wymaganą dokładnością i nie obejmują detekcji wszystkich niezbędnych kategorii obiektów. W ramach projektu zakładamy również możliwość dotrenowania modeli.
Kolejnym wyzwaniem jest detekcja obiektów przy jednocześnie optymalnym czasie przetwarzania tych danych, mając na względzie, że dane fotogrametryczne, na podstawie których przeprowadzona będzie detekcja zajmują dla obszaru Polski kilkadziesiąt TB danych. Optymalny czas przetwarzania danych oznacza, że detekcja obiektów dla danej kategorii obiektów topograficznych dla obszaru 5 km2 nie powinna zająć więcej niż ok. 5 min.
W ramach projektu przewiduje się detekcję obiektów topograficznych dla klas należących do następujących kategorii obiektów bazy BDOT10k:
- sieć wodna,
- sieć komunikacyjna,
- sieć uzbrojenia terenu,
- pokrycie terenu,
- budynki, budowle i urządzenia,
- kompleksy użytkowania terenu.
Tworzenie, bieżąca aktualizacja i udostępnianie bazy BDOT10k stanowi jedno z priorytetowych działań Służby Geodezyjnej i Kartograficznej, zgodnie z ustawą Prawo geodezyjne i kartograficzne. Baza BDOT10k jest źródłem dla wielu usług wykorzystywanych np. w branżowych i regionalnych geoportalach, m.in. w krajowym serwisie https://www.geoportal.gov.pl. Baza BDOT10k jest wykorzystywana w działaniach operacyjnych służb ratowniczych (np. jako źródło danych dla Uniwersalnego Modułu Mapowego), w procesach analitycznych przy planowaniu przestrzennym czy w analizach środowiskowych.
Założenie projektu polegające na automatycznym wykrywaniu obiektów topograficznych zasilających bazę BDOT10k, obejmującej obszar Polski, na danych fotogrametrycznych ma zatem kluczowe znaczenie dla zapewnienia wysokiej aktualności i wiarygodności tej bazy.
Wniosek do projektu złożyło 8 Wykonawców. Do fazy I zostali zakwalifikowani:
- PROA TECHNOLOGY Sp. z o. o. z siedzibą we Wrocławiu 53- 340, ul. Wielka 67 - lider konsorcjum; LPE POLAND Sp. z o. o. z siedzibą we Wrocławiu 53-031, ul. Partynicka 8 – konsorcjant; Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica z siedzibą w Krakowie 30-059, aleja Adama Mickiewicza 30 – konsorcjant;
- GISPRO TECHNOLOGIES Sp. z o. o. z siedzibą w Szczecinie 71- 506 ul. Aleja Wyzwolenia 70 - lider konsorcjum; Politechnika Morska w Szczecinie z siedzibą w Szczecinie 70-500, ul. Wały Chrobrego 1/2– konsorcjant;
- REASONFIELD LAB Sp. z o. o. z siedzibą w Warszawie 02-791, ul. Na uboczu 8/87 - lider konsorcjum; Uniwersytet Łódzki z siedzibą w Łodzi 90-136, ul. Prezydenta Gabriela Narutowicza 68 – konsorcjant.