Seresco ha concluido su proyecto de investigación y desarrollo para la mejora de los servicios de producción cartográfica, aplicando técnicas de Inteligencia Artificial (IA) sobre imágenes de territorio, aéreas y satelitales de alta resolución, que permiten interpretar de forma rápida y precisa la evolución y características de una determinada zona geográfica.
El proyecto, denominado IA4Geo, se ha enmarcado en un plan estratégico de la compañía que apuesta por mejorar los procedimientos necesarios para la obtención de geoinformación, y llega a su fase final tras 20 meses de ejecución. IA4Geo ha sido cofinanciado por el Gobierno de España y la Unión Europea a través de RED.es y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).
El proyecto, liderado por el área de Cartografía y Catastro junto con el área de Tecnología e Innovación de Seresco, ha tenido la colaboración de la Universidad de Oviedo.
El proyecto: detección de cambios en el territorio de manera automática
El resultado es el desarrollo de una herramienta para la detección automática de cambios entre dos ortoimágenes (imágenes aéreas o satelitales corregidas para eliminar los efectos de la perspectiva y la inclinación) de misma localización espacial, pero diferentes instantes temporales. El objetivo es detectar cambios acaecidos entre ambas imágenes y optimizar los trabajos de actualización de las bases de datos cartográficas.
La herramienta se ha construido a través del entrenamiento de redes neuronales convolucionales (CNN) que una vez entrenadas, son capaces de analizar los pares de imágenes y devolver una máscara de cambios, acotando geográficamente las diferencias que hayan aparecido entre los dos instantes temporales.
El resultado final es una herramienta robusta y escalable, con un alto grado de generalización y un amplio espectro de detección de cambios, que supone un gran avance técnico. Detecta cambios de aparición, desaparición o modificación para una amplia variedad de objetos geográficos. Asimismo, ignora cambios no relevantes, como los producidos por luces y sombras, vehículos, inclinación de fachadas, cambios en la vegetación, en el agua o en la aparición y desaparición del ganado.
Con esta herramienta se mejora notablemente la eficiencia en los trabajos de actualización de las bases de datos cartográficas, ya que, en contraposición a las técnicas tradicionales que suponen la revisión manual de las ortoimágenes buscando los cambios ocurridos, ahora los esfuerzos de actualización solamente se centran en aquellas zonas donde se hayan detectado cambios automáticamente.
Beneficios y casos de uso: eficiencia y reducción de costes en la actualización de bases cartográficas
El producto desarrollado puede ser utilizado por todas aquellas empresas privadas y entidades públicas inmersas en trabajos relacionados con la actualización de bases de datos cartográficas y topográficas, en las que se hace necesario, de forma periódica, llevar a cabo una actualización de la información geoespacial referente a carreteras, edificaciones, instalaciones públicas y privadas de cualquier índole, así como cualquier cambio de infraestructuras en las redes de transporte.
La mejora en la eficiencia de los trabajos y su consecuente reducción de costes hace posible llegar a nuevos mercados y escenarios, donde hasta ahora, debido a los elevados costes de producción y de mantenimiento de cartografía actualizada, no se podía llegar.
En resumen, los principales casos de uso de la herramienta permiten valorar los cambios acaecidos en:
· Edificaciones de todo tipo
· Naves industriales
· Infraestructuras de red viaria
· Piscinas
· Zonas asfaltadas
Tecnología GIS: al servicio de la innovación cartográfica
Partiendo de un dataset propio para el proyecto, compuesto de imágenes satelitales Sentinel, imágenes aéreas PNOA y ejemplos de etiquetado creados por el equipo de Seresco, y tras el entrenamiento y la evaluación de técnicas de Deep Learning, los modelos generados han alcanzado una precisión cercana al 90%.
La herramienta desarrollada ha sido integrada en MapStorm, un software GIS, con interfaz web, desarrollado por Seresco, con una gran cantidad de herramientas y funcionalidades, entre la que destacan una completa capacidad para visualizar y editar geoinformación procedente de múltiples fuentes. A todas sus funcionalidades, ahora hay que añadir un servicio de detección de cambios para ortoimágenes.
La integración en MapStorm hace posible una fácil ejecución del proceso de detección de cambios, ofreciendo al usuario final una manera sencilla e intuitiva para lanzar el proceso de detección y visualizar los resultados obtenidos.
GIS MapStorm mostrando el resultado de detección de cambios en Piscinas, Explanadas, Edificaciones y Red Viaria.
La implantación de Inteligencia Artificial es un valor distintivo para Seresco. Por un lado, este proyecto permite al área de cartografía y catastro seguir avanzando en el ámbito de la automatización de procesos para la captura y representación de geoinformación, mientras que en el área de Tecnología e Innovación supone mejorar las capacidades de la compañía en los ámbitos de la Inteligencia Artificial, data science y analítica de datos.
