Wie unser Modell Schwimmbecken erkennt

Wie unser Modell Schwimmbecken erkennt

Ein KI-Modell lernt, Schwimmbecken auf Luftbildern zu erkennen. Hier ist die anschauliche Erklärung.

Die Idee in einem Bild

Das Modell betrachtet ein Luftbild und färbt die Schwimmbecken ein, die es zu sehen glaubt. Links das Originalbild, rechts die Erkennung des Modells (in grün).

Luftaufnahme links, Modellerkennung in grün rechts
Luftaufnahme (links) → vom Modell erkannte Pools (rechts).

Das ist alles, was das Modell tut: Für jeden Bildpunkt beantwortet es eine einfache Frage — «ist das Poolwasser, ja oder nein?». Man nennt das Segmentierung.

Was bringt man ihm bei?

Zum Lernen benötigt das Modell korrigierte Beispiele. Man zeigt ihm Tausende von Luftbildern zusammen mit den Umrissen bereits bekannter Schwimmbecken aus OpenStreetMap. Dieser Umriss wird Maske genannt: Er zeigt genau, wo sich das Wasser befindet.

Luftbild links, Pool-Maske in violett rechts
Ein Trainingsdatensatz: das Foto (links) und die Maske der bekannten Pools (rechts, in violett).

Unser erstes Modell wurde mit den Dörfern Marennes und Chaponnay südöstlich von Lyon trainiert:

≈ 5 700Bildkacheln
4 850mit mindestens einem Pool
805ohne Pool

Die Beispiele ohne Pool sind genauso wichtig: Sie bringen dem Modell bei, keine blauen Dächer oder Planen mit Wasser zu verwechseln.

Wie es lernt

Der Lernvorgang wiederholt sich tausendfach, immer im gleichen Zyklus:

1

Es rät

Das Modell macht eine Vorhersage für ein Bild, das es noch nie «validiert» hat.

2

Wir vergleichen

Wir messen die Abweichung zwischen seiner Vorhersage und der Referenzmaske (der richtigen Antwort).

3

Es korrigiert sich

Das Modell passt seine internen Einstellungen leicht an, um beim nächsten Mal etwas weniger falsch zu liegen.

Wiederholt auf dem gesamten Datensatz (jeder vollständige Durchlauf heißt Epoche) verbessert sich das Modell allmählich. Unseres hat in 16 Epochen gelernt, das sind etwa 44 Minuten auf einem einfachen Mac.

Ist es gut?

Um das Modell zu bewerten, testen wir es auf Bildern, die es während des Trainings nie gesehen hat. Zwei Werte zählen:

72 % Präzision

Wenn es einen Pool meldet, hat es ≈ 7 von 10 Mal recht.

82 % Recall

Von allen tatsächlichen Pools findet es ≈ 8 von 10.

0,77 F1-Score

Die Gesamtbewertung, die Präzision und Recall kombiniert.

Das ist ein guter Start — ausreichend, um vielversprechende Bereiche vorzuselektieren, aber nicht zuverlässig genug, um auf menschliche Überprüfung zu verzichten.

Wo es sich irrt

Kein Modell ist perfekt. Hier zwei typische Fehler:

Beispiel einer Falscherkennung
Falsch positiv : Es sieht einen Pool, wo keiner ist (Dach, Plane, bläulicher Schatten).
Beispiel eines übersehenen Pools
Falsch negativ : Es übersieht einen echten Pool (zu klein, versteckt, ungewöhnliche Farbe).

Genau deshalb brauchen wir Sie. Jede menschliche Validierung korrigiert diese Fehler und wird verwendet, um ein noch besseres Modell zu trainieren.

Für Interessierte

Neugierig, wie dieses Modell tatsächlich aufgebaut ist? Entdecken Sie die Kulissen: wie der Trainingsdatensatz erstellt wird, wie man ein Training startet und wie eine Inferenz abläuft.

Hinter den Kulissen des Modells →

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