Бизнес-вызов

Наш клиент - производитель органических удобрений для кукурузы.

Его органическая добавка производится из сои (в основном из остатков производства или потребления, таких как соевый шрот), что дает высокие урожаи и высококачественные продукты для многих ферм.

Он - небольшой местный производитель в Индиане, и теперь он хочет расширить свой рынок в Верхнем Среднем Западе США. Поэтому ему необходимо знать размер рынка и сегментацию региона, как выстраивать логистику на начальных этапах проникновения на рынок.

Поскольку кукуруза и соя имеют решающее значение для нашего клиента, ему необходимо выяснить, в каком из ближайших штатов производятся эти культуры и в каких количествах, чтобы выстроить рентабельные процессы управления цепочкой поставок. Таким образом, до проникновения на рынок ему необходимо предоставить управление рисками и анализ рисков, чтобы обеспечить возможность для долгосрочного роста рынка.

Кукуруза является важной культурой в Индиане и входит в пятерку лучших сельскохозяйственных продуктов. Чтобы изучить рынок кукурузы недалеко от Индианы, мы взяли соседние штаты - Огайо и Иллинойс.

Обзор решения

SoilMate - это облачная платформа, которая предоставляет возможность разделять сельскохозяйственные угодья, определять границы каждого участка и спецификацию культур на каждой выбранной территории. SoilMate анализирует большие площади, обеспечивает более глубокое понимание землепользования для каждого выбранного региона и возвращает точный отчет, основанный на искусственном интеллекте и математическом подходе.

Для решения проблемы клиента мы использовали обработку изображений:

  • автоматический оптический контроль (AOI), улучшение и восстановление изображений;
  • фильтрация, деконволюция, преобразование и выравнивание изображений;
  • сегментация, кластеризация и индексация, аннотации;
  • маркировка данных.

Мы использовали следующие технологии:

  • Большое количество данных. Создание хранилища данных для дальнейшей обработки методами ИИ.
  • Аналитика данных. Использование текущих и исторических фактов.
  • Компьютерное зрение. Обнаружение, отслеживание и распознавание объектов с использованием методов машинного обучения.

Описание Проекта

Поскольку многие клиенты наших клиентов владели обширными полями размером от 1 квадратного километра, обнаружение небольших участков было не так важно. Тем не менее, масштабное освещение было приоритетной задачей.

Наша команда предложила использовать спутниковые снимки, которые не позволяют распознавать небольшие поля (менее 10х10 м2); тем не менее, эти изображения значительно снизили затраты, что было выгодным решением для нашего клиента.

В основном мы использовали изображения Sentinel-2 с Sentinel-1, что повысило точность, улучшило качество результатов и позволило нам определить тип культуры на ранних стадиях роста.

Недавние исследования подчеркивают высокий потенциал снимков Sentinel 1 для мониторинга сельскохозяйственных культур.

Сфера интересов нашего клиента включает два региона в штатах Иллинойс и Огайо.

В качестве первого шага мы загрузили и предварительно обработали изображения (рассчитали NDVI и NDMI, уменьшили избыточность данных, устранили нежелательные характеристики и объединили коллекцию растров в мозаику).

После предварительной обработки изображений мы использовали мозаику и обработали ее с нашими границами участков и моделями определения типа культур. Точный анализ поля помогает предоставить более точную информацию о видах сельскохозяйственных культур или расчет урожайности. Кроме того, наши алгоритмы помогут обнаружить исторические изменения в регионах с годами.

Эти данные позволили нам собрать информацию об объеме рынка.

Мы также использовали исторический анализ, чтобы позволить нашему клиенту увидеть стабильность и динамику выбранных рынков в выбранных регионах.

Подсчитав общие площади производства сои и кукурузы в Иллинойсе и Огайо, мы сравнили результаты с урожаем предыдущих нескольких лет.

В прошлом году производство кукурузы в Иллинойсе было на 38% выше, чем в Огайо, а производство сои также было в три раза больше.

На изображениях ниже вы можете заметить результат наших границ участка и алгоритмов определения урожая.

Результат

Наша команда SoilMate предоставила клиенту полную карту выбранных штатов с точностью 98 процентов.

Следовательно, полученные данные позволили определить штат с наиболее развитым растениеводством.

В результате наш клиент выбрал Иллинойс как самый прибыльный штат для распространения своей продукции.

Поскольку наш клиент является производителем специальных удобрений на основе сои для кукурузы, необходимы оба вида. Таким образом, влиятельными ролями в принятии решений были низкая конкуренция в производстве этого вида добавок в Иллинойсе и возможность быстрого роста производства в регионе из-за достаточного размера производства обеих культур.

Кроме того, из-за высокого уровня рынка сои в Иллинойсе у нашего клиента есть выгодная возможность расширить свое производство в новом штате.