任意の領域を描画：衛星画像における解像度非依存のフィールド境界描画

Delineate Anything: Resolution-Agnostic Field Boundary Delineation on Satellite Imagery

April 3, 2025

著者: Mykola Lavreniuk, Nataliia Kussul, Andrii Shelestov, Bohdan Yailymov, Yevhenii Salii, Volodymyr Kuzin, Zoltan Szantoi

cs.AI

要旨

衛星画像から農地の境界を正確に描画することは、土地管理や作物モニタリングにおいて極めて重要です。しかし、現在の手法は、データセットの規模が限られていること、解像度の不一致、多様な環境条件といった課題に直面しています。本研究では、この課題をインスタンスセグメンテーションとして再定式化し、大規模かつ多解像度のデータセットであるField Boundary Instance Segmentation - 22M（FBIS-22M）を導入することで対応します。FBIS-22Mは、672,909枚の高解像度衛星画像パッチ（0.25mから10mまで）と22,926,427個の個別農地のインスタンスマスクを含み、農業データセットと他のコンピュータビジョン分野のデータセットとのギャップを大幅に縮めます。さらに、この新しいFBIS-22Mデータセットで学習したインスタンスセグメンテーションモデルであるDelineate Anythingを提案します。提案モデルは、既存手法に対して[email protected]で88.5%、[email protected]:0.95で103%の大幅な改善を達成し、新たな最先端を確立しました。また、推論速度が大幅に速く、多様な画像解像度や未見の地理的領域に対する強力なゼロショット汎化能力も示しています。コード、事前学習済みモデル、およびFBIS-22Mデータセットは、https://lavreniuk.github.io/Delineate-Anythingで公開されています。

English

The accurate delineation of agricultural field boundaries from satellite imagery is vital for land management and crop monitoring. However, current methods face challenges due to limited dataset sizes, resolution discrepancies, and diverse environmental conditions. We address this by reformulating the task as instance segmentation and introducing the Field Boundary Instance Segmentation - 22M dataset (FBIS-22M), a large-scale, multi-resolution dataset comprising 672,909 high-resolution satellite image patches (ranging from 0.25 m to 10 m) and 22,926,427 instance masks of individual fields, significantly narrowing the gap between agricultural datasets and those in other computer vision domains. We further propose Delineate Anything, an instance segmentation model trained on our new FBIS-22M dataset. Our proposed model sets a new state-of-the-art, achieving a substantial improvement of 88.5% in [email protected] and 103% in [email protected]:0.95 over existing methods, while also demonstrating significantly faster inference and strong zero-shot generalization across diverse image resolutions and unseen geographic regions. Code, pre-trained models, and the FBIS-22M dataset are available at https://lavreniuk.github.io/Delineate-Anything.