Цифрова інвентаризація лісів: дослідницька ініціатива перевіряє використання штучного інтелекту у федеральних лісах
Зміна клімату посилює тиск на місцеві ліси. Будучи найбільшим менеджером лісів у країні, Австрійські федеральні ліси (ÖBf) покладаються на інноваційні технології для отримання даних та аналізу здоров’я лісів якомога швидше та точніше. Це є основою для сталого управління, особливо у віддалених лісових районах. До таких районів важко пройти пішки або взагалі неможливо дістатися. Але в той же час ці ліси виконують важливу захисну функцію для людей в долині.
У рамках трирічної науково-дослідницької ініціативи, досліджується, як штучний інтелект може підтримувати управління лісами під час зміни клімату. Серед учасників цієї ініціативи:
- Австрійським технологічним інститутом (AIT);
- Федеральним дослідницьким центром лісів (BFW);
- Інститутом росту лісів Віденського університету природних ресурсів і наук про життя (BOKU).
Два проекти, підтримані Федеральним міністерством фінансів (BMF) і Австрійським агентством сприяння науковим дослідженням (FFG) (листопад 2022 р. – жовтень 2025 р.), шукають інноваційні варіанти для цифрового запису лісових запасів і підтримки ШІ для моніторингу місцевих лісів. Також використовуються спеціальні лазерні системи (технологія LiDAR). Ці системи використовують властивості світлових променів для цифрового зображення тривимірної структури рослинності та рельєфу під нею.
Розумне та сучасне лісове господарство
З листопада 2022 року на близько 5000 гектарах землі ÖBf в районі Ебензе (Верхня Австрія) перевіряли якість лісових даних, які можна зібрати за допомогою лазерного сканування на землі та польотів безпілотників і суттєво оцінити за допомогою ШІ. У рамках дослідницької ініціативи, серед іншого, вимірюватимуть:
- Діаметр і висоту дерев;
- Густоту крони;
- Частку мертвої деревини;
- Природне відновлення.
Зібрані дані аналізуються спеціально розробленими алгоритмами та перетворюються на моделі, так звані «цифрові близнюки», які дозволяють робити висновки про стан та здоров’я лісу.
На додаток до оцінок експертів лісового господарства, це призначено для надання інформації для оцінки захисного ефекту, особливо у важкодоступних захисних лісах, або для отримання швидкого та достовірного огляду масштабів шкоди після екстремальних погодних явищ, таких як бурі або нашестя жуків-короїдів.
«Ми розглядаємо технічні інновації та цифровізацію як чудову можливість зробити управління нашими лісами та догляд за ними ще кращими в тому сенсі, що вони будуть безпечнішими для наших співробітників, якіснішими та економічнішими», — говорить магістр Георг Шьоппль, речник компанії Управління Федеральних лісів. «Багато наших лісів дуже круті, до них важко або навіть неможливо дістатися. Тому обстеження на місцях часто можна проводити лише в обмеженому обсязі та становлять ризик нещасних випадків, який не можна недооцінювати, який ми хочемо мінімізувати. Саме тут аерофотодані та штучний інтелект можуть змінити ситуацію», — підкреслює Шьопль.
Цифрова підтримка захисного лісового господарства
Непорушені ліси і особливо захисні ліси мають велике значення, особливо в часи зміни клімату та посилення природних небезпек.
«Захисні ліси відіграють важливу роль у гірській країні Австрії як природний бар’єр проти стихійних лих, таких як лавини чи каменепади», – каже Шьоппль. «Постійний і дбайливий догляд і створення кліматичних лісів є важливими для виживання. Ми хочемо використовувати все, що допомагає нам краще впоратися з цим завданням».
Щоб мати можливість якнайкраще протистояти майбутнім кліматичним умовам, федеральні ліси вже сьогодні роблять свої ліси кліматичними. Для сталого розвитку лісу необхідні знання та достовірні дані про його стан і зміни.
Детальні знання про ліс
«Австрія має налагоджену систему моніторингу своїх лісів. Дистанційне зондування з загальнонаціональними аерофотознімками, лазерним скануванням, супутниковими даними, моделями рельєфу та поверхні, зокрема, відіграє важливу роль в австрійській інвентаризації лісів», – каже доктор Пітер Майєр, голова BFW.
Через низьку роздільну здатність деяких джерел даних, які раніше використовувалися, детальну інформацію можна записати лише в обмеженому обсязі. Однак вони мають велике значення для розпізнавання відновлення лісу та його пошкодження, появи мертвої деревини та для планування лісорозробки та заготівлі деревини.
«Зараз ми разом перевіряємо, як розумно використовувати нові технології, щоб отримати значно точнішу інформацію про місцеві ліси», — пояснює доктор Арне Нотдурфт, професор лісового моніторингу в Інституті розвитку лісів BOKU у Відні.
У рамках двох трирічних дослідницьких проектів – спираючись на багаторічний досвід і експертизу BOKU Vienna в області “цифрової інвентаризації лісів” і ноу-хау AIT в області автономних систем, у співпраці з BfW – існуючі процедури будуть вдосконалені та розроблені сучасні та цифрові Процедури інвентаризації лісів, для практики лісового господарства.
«Ми оцифровуємо весь потік даних, щоб простіше та релевантніше відповідати на важливі питання про управління лісами. Наслідки руйнівних подій також можна краще оцінити», – каже доктор Манфред Грубер, керівник відділу компетенції допоміжних та автономних систем AIT.
Усі партнери впевнені, що знання, отримані під час проектів, зроблять значний внесок у практичну інвентаризацію лісів і, таким чином, у покращення управління лісами.