В МАИ учат ИИ определять урожайность земель с помощью спутниковых снимков

Учёные Московского авиационного института работают над первой в мире базой больших данных в области почвоведения. Проект включает в себя спутниковые снимки пахотных земель в разных спектральных диапазонах за последние четыре года. Специалисты уже приступили к разработке программы на базе ИИ, которая сможет определять области повышенного плодородия почв.

Стартовой экспериментальной площадкой для реализации этого уникального проекта станет Куркинский район Тульской области. На протяжении всего 2024 года сотрудники МАИ проводили активную работу по автоматизированному сбору спутниковых снимков и дополнительных данных, которые станут основой проекта. Именно этот массив данных позволит искусственному интеллекту находить плодородные почвы.

С помощью автоматизированного анализа изображений ИИ сможет определять участки с наибольшей и наименьшей продуктивностью. Это позволит фермерам оптимально распределить удобрения, ориентируясь на участки с низким содержанием питательных веществ.

По словам руководителя проекта, кандидата биологических наук, доцента кафедры 614 «Экология, системы жизнеобеспечения и безопасность жизнедеятельности» МАИ Сергея Огородникова, использование методов машинного обучения даёт возможность классифицировать почвы, выявлять скрытые зависимости между их физико-химическими и биологическими характеристиками.

— Президент России Владимир Путин поручил к 2030 году увеличить объём сельскохозяйственной продукции не менее чем на 25% по сравнению с 2021 годом. Руководство страны ставит перед нами задачу обеспечения продовольственной безопасности. Для роста урожайности и увеличения производительности критически важно рационально и эффективно вносить удобрения, понимать, как меняются почвенно-экологические условия внутри поля. Данный метод позволяет уточнить взаимосвязь между спектральными характеристиками почвы и растительностью на ней. Почвы обладают способностью поглощать и отражать различные виды света, что видно на инфракрасных снимках, — отмечает Сергей Огородников.

Уже сейчас большой интерес к проекту проявляют тульские фермеры. При работах на полях они начали ориентироваться на расчёты и спутниковые снимки, собранные специалистами МАИ.

— Мы получаем реальные заказы от агрохолдингов, в этом году обследовали 60 тысяч гектаров. Для проведения исследования мы подготовили сетку отбора проб, разбив поля на квадраты по 10 Га с учётом рельефа и продуктивности почв. Без искусственного интеллекта вручную решить такую задачу было бы невозможно, — говорит учёный.

Коммерциализация результатов исследования начата благодаря гранту «Умник» от Фонда содействия инновациям. В настоящее время коллективом подана заявка на следующий этап конкурса — «Старт-ИИ».

По результатам работ оформлено два патента: на агро-почвенно-экологическую базу данных Тульской области и программу, моделирующую распределение загрязняющих веществ в почве с учётом рельефа местности.