Karten digitalisieren mit SketchMapTool v2.1: Verbesserte Markierungs-Erkennung und globale Nutzung

The Sketch Map Tool 2.1 was trained on a dataset that combines manually-drawn and synthetic sketches

Die neu veröffentlichte Version des Sketch Map Tool v2.1 bietet eine höhere Genauigkeit bei der Digitalisierung von handgezeichneten Markierungen auf Sketch Maps. Dies ist möglich dank eines neuen größeren Training-Datensatzes und der Weiterentwickelung des Modell des maschinellen Lernens. Neue Benutzerkennzahlen zeigen, dass weltweit tausende Sketch Maps jeden Monat erstellt werden.

Das Sketch Map Tool

Das Sketch Map Tool ist eine einfache und frei verfügbare Webanwendung, welche partizipatives Kartieren mittels Offline-Erfassung, Digitalisierung und Georeferenzierung lokaler Daten ermöglicht. Diese einfache Lösung erleichtert die Erfassung und Analyse von räumlichem Wissen und Wahrnehmungen mittels Stiften und Papierkarten.

Jede Sketch Map enthält eine Grundkarte mit OpenStreetMap-Daten oder Satelliten-Bildern, die somit einen Maßstab und Orientierung bietet. Beim Hochladen von Bildern dieser handgezeichneten Karten, digitalisiert und georeferenziert das Tool automatisch die eingezeichnete Markierungen. Gleichzeitig werden diese Daten zur Integration in Geoinformationssysteme (GIS) zum Download bereitgestellt.

Das Sketch Map Tool eignet sich insbesondere, um überschwemmungs- oder dürregefährdete Gebiete zu identifizieren, kritische Infrastrukturen und zivile Einrichtungen in gefährdeten Zonen zu lokalisieren und in allen Situationen, in denen die Nutzung des Wissens der lokalen Gemeinschaft von wesentlicher Bedeutung ist.

Sketch Map Tool v2.1: Neuer Datensatz und verbesserte Erkennung von Markierungen

Das neu veröffentlichte Sketch Map Tool v2.1 bietet eine verbesserte Erkennung von Markierungen, was mittels eines größeren Trainings-Datensatz ermöglicht wird. Dieser Datensatz kombiniert sowohl manuell markierte als auch synthetisch erstellte Sketch Maps miteinander.

Der entscheidende Schritt für die Schaffung eines genaueren Erkennungs-Modell war die Ergänzung eines synthetischen (computergenerierten) Trainingsdatensatzes mit rund 20.000 Bildern. Der synthetische Datensatz wurde dann um rund 5.000 manuell markierte (handgezeichnete) Sketch Maps ergänzt, die verschiedene Stile und Komplexitäten von Polygonen und anderen Formen enthielten, was zu einer Verfeinerung der Erkennungsfähigkeit des Modells führte.

Die Kombination aus computergenerierten und handgezeichneten Daten sowie ein größerer Trainingsdatensatz für OSM und ESRI Kartenrahmen ermöglicht Sketch Map Tool die Interpretation der Markierungen in unterschiedlichen Umgebungen und mit verschiedenen Skizzier-Stilen mit einer höheren Genauigkeit und Präzision.

Aktualisierung und Veröffentlichung von Modellen des maschinellen Lernens

Darüber hinaus wurde das Grundgerüst des maschinellen Lernmodells aktualisiert. Diese Veränderungen ermöglichen unter anderem die Verarbeitung spezifisch angepasster Farbbänder im YOLO-Erkennungsmodell, um die Farberkennung zu verbessern. Außerdem haben wir das zugrundeliegende Segmentierungsmodell auf SAM-2 verbessert, womit eine genauere und schnellere Segmentierung geleistet werden kann.

Auf den “Hand-drawn Shapes”(HDS)-Datensatz, der für die Erstellung des synthetischen Datensatzes verwendet wurde, kann mittels dieses GitHub Repository zugegriffen werden. Außerdem veröffentlichen wir nun die für die Markierungserkennung trainierten YOLO-Modelle (sie können hier heruntergeladen werden), damit die Nutzenden direkt von unserer Forschung und unseren Verbesserungen profitieren können.

Weltweite Nutzung des Sketch Map Tool

Um das Sketch Map Tool anwendungsorientiert weiterentwickeln zu können, hat das Team begonnen, Statistiken zur tatsächlichen Nutzung zu erheben, wie beispielsweise die Anzahl der erstellten Sketch Maps und deren geographischen Standpunkt. Die ersten verfügbaren Statistiken zeigen eine starke, weltweite Verbreitung und Nutzung von Sketch Map Tool:

  • Seit dem letzten großen Versionsupdate im März 2024 wurden mehr als 32.000 Sketch Maps erstellt.
  • In nur sechs Wochen zwischen Dezember 2024 und Januar 2025 wurden rund 3.500 Sketch Maps in 119 verschiedenen Ländern der Welt heruntergeladen.
Heruntergeladene Sketch-Maps pro Land zwischen dem 05.12.2024 und dem 16.01.2025

Wir wollen verstehen, wie, wo und warum das Sketch Map Tool eingesetzt wird, indem wir nicht nur die Statistiken auswerten, sondern vor allem seine praktischen Anwendungen erforschen, um dabei die Bedürfnisse der Nutzenden besser zu verstehen, bestehende Hindernisse zu beseitigen und somit die Wirkung des Tools in der realen Welt weiter ausbauen.

Auf der Website des Sketch Map Tools haben wir bereits mehrere Fallstudien gesammelt, die die Verwendung von Sketch Maps in Kolumbien, Osttimor und Italien zeigen. Wir freuen uns darauf, mehr von den Anwendungsfällen und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Sketch Map Tools zu erfahren.

Teilt uns gerne mit wie das Sketch Map Tool bei euch eingesetzt wird oder meldet euch bei Fragen dazu unter sketch-map-tool@heigit.org. Um über die neusten Veröffentlichungen und Fallstudien zum Sketch Map Tool auf dem Laufenden zu bleiben, meldet euch für den Sketch Map Tool-Newsletter an. Für eine kurze visuelle Darstellung wie das Sketch Map Tool genutzt wird, schaut euch dieses Video an.