Об авторе: Александр Миронов, директор направления госпрограмм компании «Биорг», IT-кластер «Сколково».

Одна из целей Национальной системы пространственных данных (НСПД) – помочь руководству регионов понять, какие ресурсы есть в их распоряжении и как ими эффективно управлять.

Например, вырубаются леса, это влияет на окружающую экосистему. Где ещё пять лет назад на поле можно было посеять определённую сельскохозяйственную культуру, сегодня может ничего не вырасти. Исчез лес, холод стал беспрепятственно поступать на поле с ближайшей возвышенности. Растения замёрзнут, фермерское предприятие прогорит, инвестиция не окупится.

После оцифровки и актуализации данных правительство сможет точно узнать инвестиционный потенциал и привлекательность территорий. Понять, какие шаги необходимы для развития и какой доход можно извлечь в пользу бюджета.

Последовательность оцифровки

Сначала создают цифровую топографическую основу на базе существующих физических карт. Для этого топографические планшеты – так называются листы с географическими картами, наклеенными на основу, – сканируют, параллельно собирая дополнительные сведения в виде отчётов и пояснений в Росреестре и других ведомствах.

Информацию сводят в единый цифровой фрагмент карты местности. Работу выполняют с помощью программного обеспечения для векторизации – геоинформационной системы. ПО нужно, чтобы сформировать 2D-, 3D- или 4D-карту с учётом естественного изгиба земной поверхности.

Когда все планшеты с картами местности оцифрованы, их электронные копии «склеиваются» в единую карту пространства. На эту подложку наносится семантика –данные о том, какой участок карты что именно обозначает, где находится земля определённой категории, водоохранные зоны и пр.

Почему нужна оцифровка старых карт

Для подготовки цифровой топологической основы нельзя использовать данные, например, «Яндекс.Карт», или спутниковые снимки, данные дистанционного зондирования Земли. Приходится обязательно сканировать архивные ведомственные карты, которые могут местами быть неточны, использовать специальное сканирующее оборудование и ПО. Почему?

Только ведомственные планшеты содержат детальную информацию, из которой понятно, где, например, земля под пастбище, пашню, а где под застройку. Без планшетов не получится определить высоту и вид деревьев, состав леса.

Может быть и такая ситуация: на поле болото, на болоте остров, на острове – лес. К чему его отнести? К полю? К болоту? Такие вопросы важны для ведения хозяйственной деятельности.

ИИ споткнулся о географию

Нейросети довольно хорошо справляются с типовыми задачами, когда их обучают на качественном массиве. Оцифровка границ земельных участков, если речь идёт о естественных территориях России, – задача нетривиальная. Не на чем обучить нейросеть.

Есть целый ряд факторов, препятствующих эффективному применению ИИ для подготовки цифровой подложки НСПД.

1. Сроки работ. Для разработки и обучения нейросетей требуется время. Да и разметка данных для обучения в этом случае по смыслу и объёму работ равна ручной оцифровке.
2. Может быть много изменений в изначальном техническом задании, которые приходится вносить на ходу. Меняющееся ТЗ осложняет и удорожает применение на проекте ИИ. ИИ ведёт к значительному увеличению сроков.
3. Качество топографических планшетов местами может быть не очень хорошее, будут проблемы с определением контуров и границ местности. Такие данные может распознать только человеческий глаз, нейросеть ошибется в 80, а может и в 90 процентах случаев. Если включить автораспознавание, без ручной верификации не обойтись. ИИ оказывается лишним.
4. Сложные контуры местности. В некоторых районах контуры лесов и пастбищ, сенокосов очень извилистые и протяжённые, что порождает ошибки геометрии. Сельхозугодья постоянно приходится вручную выделять их из территорий лесов, например.

Кроме того, в процессе оцифровки постоянно возникают неточности. Их приходится вручную устранять профессиональным картографам.

На каком этапе ИИ все-таки можно применять

Технологии ИИ могут пригодиться на следующем этапе работы с пространственными данными – для актуализации оцифрованных массивов.

Например, с помощью ИИ можно проводить мониторинг изменений, анализировать данные спутниковых снимков и сопоставлять их с представленными электронными данными. Таким образом можно выявлять несоответствия между подготовленными цифровыми основами и реальной ситуацией, отслеживать изменившиеся границы участков. Можно будет понять, что где-то стоит незарегистрированная постройка или дом, который зарегистрировали как сарай, что вырубили лес и пр.

Таким образом, ИИ можно будет успешно применять, когда для его работы будут подготовлены полные и качественно размеченные данные.

Как можно ускорить оцифровку

В ходе одного из недавних проектов по оцифровке сельхозугодий в электронный вид перевели 9 миллионов гектаров – немногим меньше Португалии. В обычных условиях для оцифровки такой территории требуется около четырёх месяцев.

Ускорить оцифровку в два раза получилось за счёт краудсорсинга. Профессиональные картографы и обученные ими операторы работали через облачный модуль из разных часовых поясов. Для этого в облако интегрировали геоинформационную систему, с которой работали люди. Так большой объём данных был обработан на единой площадке в короткие сроки. Финальные данные сводились централизованно и проверялись экспертами.

Несостыковки в процессе сбора оцифрованных фрагментов в единую карту решали с помощью автоматического скрипта и ручных правок профессиональных картографов.

Применение облачной платформы также решило вопрос точечной нагрузки на рабочие станции, ПК операторов. Все вычислительные процессы, связанные с требовательной к ресурсам геоинформационной системой, не осуществлялись локально, а происходили в облаке.

Справка

С 1 января 2022 года действует постановление правительства РФ «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Национальная система пространственных данных (НСПД)» (№ 2148). Положение о НСПД утверждено в июне 2022 и уточнено через год.

НСПД задумана как цифровая модель страны, она будет содержать полные сведения о земле и недвижимости, включая информацию о правах, кадастровой оценке, сведения о виде и статусе различных территорий – земель, водных, лесных угодий и др. Вероятно, НСПД станет важной частью нового нацпроекта «Экономика данных».

На момент старта программы не были учтены сведения о правообладателях почти 50 миллионов объектов. Отсутствовали установленные границы у более чем 23 миллионов земельных участков. В Едином государственном реестре недвижимости содержалось значительное количество ошибок. Всё это могло снизить темпы развития территорий.