ИИ против борщевика: как компьютерное зрение помогает бороться с опасным растением

Масштаб проблемы

Борщевик Сосновского — одно из самых опасных инвазивных растений в европейской части России. Когда-то его специально выращивали как кормовую культуру: он невероятно быстро всходит и за один сезон вырастает выше двух метров. Но расчёты не оправдались — борщевик вышел из-под контроля, начал захватывать поля, обочины, берега рек и лесные поляны, вытесняя местную флору. При контакте с кожей его сок вызывает тяжёлые ожоги, а густые заросли трансформируют целые экосистемы, подавляя биоразнообразие. Сегодня учёные относят его к видам-трансформерам — то есть к растениям, которые не просто присутствуют на территории, а необратимо её меняют.

Масштаб борьбы с борщевиком растёт каждый год. По данным исследования Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, за последнее десятилетие число регионов, которые борются с борщевиком, увеличилось в 2,5 раза. В 2024 году заросли ликвидировали в 33 субъектах на площади 42 тыс. гектаров, потратив на это около 650 млн рублей. При этом оценить совокупную площадь заражённых земель в России пока невозможно — систематическое картографирование проводят далеко не везде. По предварительным оценкам движения «СтопБорщевик», борщевик Сосновского встречается на территории более чем 40 регионов, а общая площадь его зарослей превышает 400 тыс. гектаров.

Государство тоже принимает меры. С 1 марта 2026 года в России вступили в силу поправки в Федеральный закон № 294-ФЗ, которые впервые вводят понятие «опасные виды инвазивных растений» и обязывают всех правообладателей земельных участков выявлять и уничтожать борщевик. За неисполнение закон предусматривает штрафы.

Как появился проект

Центр технологий для общества Yandex Cloud регулярно выступает на отраслевых мероприятиях: от конгрессов молодых учёных до экологических форумов, — и предлагает некоммерческим организациям технологическое партнёрство. На один из таких призывов откликнулось движение «СтопБорщевик». Активисты рассказали, что у них есть десятки тысяч волонтёров по всей стране, которые помогают собственникам организовать обработку территорий, но нет инструмента, чтобы увидеть полную картину заражения. Волонтёры борются с тем борщевиком, который попадается на глаза, но огромные очаги в труднодоступных местах, вроде глубин лесов и заброшенных полей, остаются невидимыми.

Задачу поддержал Росзаповедцентр Минприроды России: ведомство предложило создать сервис, который заранее предупреждал бы о появлении зарослей борщевика вблизи заповедных территорий. Это позволило бы реагировать до того, как растение проникнет на охраняемые земли.

Так родилась концепция: инструмент, который по спутниковым снимкам находит крупные скопления борщевика и показывает их на карте.

Как устроена технология

В основе сервиса — разработанные в Яндексе технологии компьютерного зрения, обученные распознавать борщевик Сосновского на спутниковых снимках. Растение хорошо заметно из космоса в период цветения: в июне его заросли выглядят как крупные ярко-белые пятна на фоне зелени. Именно по этому визуальному признаку модель отличает борщевик от другой растительности.

Обучающую выборку готовили вручную. Эксперты организации «СтопБорщевик», «Центра содействия экспедиционной деятельности» и студенты-экологи Мурманского арктического университета анализировали снимки из открытых источников в разрешении 10 метров на пиксель и отмечали на них заросли борщевика, обводя их полигонами. Так был собран датасет из 10 тыс. размеченных фрагментов снимков из Московской и Ленинградской областей, Республики Коми и Татарстана.

На этих данных ML-инженеры Школы анализа данных Яндекса обучили нейросетевую модель в сервисах Yandex Cloud, сами снимки хранились в Yandex Object Storage. Качество распознавания оценивали по метрике IoU (средний результат — 0,7). Затем модель начала размечать новые снимки, а эксперты «СтопБорщевик» проверяли результаты — так модель постепенно улучшалась.

В результате сервис анализирует спутниковые снимки и выдаёт координаты очагов в среднем в 50 раз быстрее, чем если бы аналогичный объём данных обрабатывал эксперт вручную. При этом для работы с сервисом не нужны специальные навыки анализа спутниковых снимков.

Как пользоваться сервисом

Сервис представляет собой веб-интерфейс, доступный для любого пользователя. Механизм работы простой: пользователь загружает спутниковый снимок интересующей территории, алгоритм анализирует изображение и выделяет зоны произрастания борщевика. На выходе — карта с отмеченными очагами, информация о площади заражения по каждому полигону и возможность скачать результаты в виде изображения или векторного файла с координатами для дальнейшей работы в ГИС-системах.

Эксперты из «СтопБорщевика» и Центра содействия экспедиционной деятельности уже разметили и провалидировали данные по 17 регионам. Москва и Московская область размечены полностью — пользователи могут сразу перейти на карту и изучить ситуацию. В дальнейшем карты будут актуализироваться, а география сервиса — постоянно расширяться.

Чтобы найти очаги заражения в других регионах, достаточно загрузить на сайте спутниковые снимки нужной местности в формате GeoTIFF — это исходный формат спутниковых данных с метаданными, который позволяет корректно анализировать территорию. Снимки в этом формате можно найти на общедоступных платформах. Пользователи также могут загружать собственные снимки и таким образом участвовать в развитии сервиса.

Важно, что анализировать территорию можно и вне сезона цветения — достаточно загрузить снимки за прошлый период. Это позволяет планировать работы по уборке заранее, ещё до начала вегетационного сезона.

Сервис доступен для учёных, владельцев загородных участков, фермеров, агропредприятий, заповедников, национальных парков, региональных и муниципальных администраций, а также волонтёрских организаций.

Что уже удалось сделать

Сервис уже протестировали волонтёры — он помог выявить заросли борщевика общей площадью 421 гектар в 17 регионах России.

С опорой на данные сервиса волонтёры «СтопБорщевик» ликвидировали очаг заражения в национальном парке «Плещеево озеро» — работы там продолжатся и в 2026 году.

Параллельно «СтопБорщевик» ведёт масштабную полевую работу: с августа по октябрь 2025 года активисты провели 20 субботников на 8 территориях в 4 субъектах, пять из которых — особо охраняемые природные территории (ООПТ). Для них карты, построенные с помощью сервиса, помогают оценить предстоящий объём работ, выявить окрестные очаги, откуда идёт повторное заражение, и аргументировать необходимость борьбы перед администрациями.

Для ряда ООПТ уже составили карты заражённости: например, в природно-историческом парке «Битцевский лес» борщевик занимает 16 гектаров внутри охраняемой зоны и ещё 19 гектаров в километровой буферной зоне вокруг. Получение данных за несколько лет позволило оценить эффективность мероприятий, которые уже проводит администрация парка: многолетнее скашивание не уничтожило борщевик полностью, но привело к ослаблению его зарослей и возвращению луговых трав.

Планы: от борщевика к другим инвазивным видам

К лету 2026 года планируется задействовать сервис для мониторинга территории общей площадью 100 тыс. км² в Тверской и Ярославской областях. При поддержке Росзаповедцентра движение «СтопБорщевик» разработает карты заражённости для особо охраняемых природных территорий федерального значения.

Также вместе с Университетом ИТМО будут созданы карты для ООПТ в Ленинградской области. Их будут использовать для борьбы с борщевиком в Гладышевском и Гостилицком заказниках, на Колтушских высотах и региональных ООПТ. Работы пройдут в рамках проекта Ленинградского областного отделения Всероссийского общества охраны природы и компании JTI «Борщевик под контролем».

Центр содействия экспедиционной деятельности совместно с Мурманским арктическим университетом готовит масштабные работы на 2026 год с использованием сервиса. В перспективе планируется создание единой карты очагов заражения борщевиком на основе уже собранных данных, а также масштабирование технологии для отслеживания других инвазивных видов, заметных на спутниковых снимках: эхиноцистиса лопастного, золотарников канадского и гигантского.

Отдельная амбициозная цель — рассчитать общую площадь заражённых борщевиком земель в России. Сегодня такой оценки не существует, и если сервис позволит её получить, это станет важным шагом для планирования борьбы на федеральном уровне.