Publiziert am 01. Juni 2021 von David Strahm
Das Bundesamt für Landestopografie swisstopo erhebt und dokumentiert Landschaft und Untergrund und stellt raumbezogene Geodaten von hoher Qualität zu Verfügung. Mit der Digitalisierung alter, handgezeichneter Papier-Landkarten trägt die swisstopo dem gesellschaftlichen Wandel Rechnung. Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI) und einem ausgeklügelten Bilderkennungsalgorithmus kann der Aufwand für die digitale Aufbereitung bei swisstopo massiv verringert werden.
Innovative Bilderkennung
Im Rahmen der Hackweek 2020 programmiert Lambda IT einen Prototyp zum Auslesen alter Papier-Landkarten für die swisstopo. Klassische Bilderkennungsansätze (Bsp. Linienverfolgungsalgorithmus) führen bei den Einfacheren der 40 Referenz-Landkarten zum Erfolg. Bei komplexen Eingabebildern zeigt sich rasch, dass es eine innovativere Lösung braucht: Um das Rauschen durch Text und dichterer Information (Bsp. eng aneinander liegende Kurvenlinien) zu reduzieren, setzen Edi Spring und David Strahm deshalb zusätzlich auf Machine Learning. Nach dem Training teilt die künstliche Intelligenz die Kartenausschnitte in Segmente auf und trennt Linien und Punkte vom Hintergrund. Das erleichtert die Arbeit des Algorithmus, der in einem nächsten Schritt das digitale Bild wieder zusammensetzt.
Effiziente Zusammenarbeit von Maschine und Mensch
Mit Hilfe des Prototyps lassen sich Papier-Landkarten einfacher und schneller digitalisieren. Die Zeitersparnis liegt bei bis zu 90 %. Die Mitarbeitenden der swisstopo brauchen sich bei den 40 verwendeten Referenz-Landkarten nur noch um den Feinschliff und die Kontrolle der topografischen Informationen zu kümmern.
Vom Prototyp zur Weiterentwicklung
Der Prototyp wurde auf Basis eines begrenzten Landkarten-Set (40 Samples) entwickelt. Damit die Applikation in der Praxis verwendet werden kann, ist eine Weiterentwicklung nötig. Die Verknüpfung von künstlicher Intelligenz und Bilderkennungsalgorithmus hat sich bewährt. Die KI braucht jedoch zusätzliches Training, um den Umgang mit komplexem und verschiedenartigem Rohmaterial zu lernen. Mit dem Prototyp hat Lambda IT sich fundiertes Grundlagenwissen erarbeitet, das nun auch für andere bildbasierte Kundenaufträge eingesetzt werden kann.
Leistungen von Lambda IT
- Entwicklung eines Prototyps zur Digitalisierung von Landkarten
Verwendete Technologien
- OpenCV
- Keras / Tensorflow
- Python
Beteiligte
- Prototyp Owner: Bundesamt für Landestopografie swisstopo
- Systemarchitektur und Entwicklung: Lambda IT (Edi Spring, David Strahm)
