ИИ и 3D-сканирование для точной карты лесных плантаций

Эксперты из Новой Зеландии и Университета Флиндерс применили искусственный интеллект и 3D-лазерное сканирование для точного картирования плантаций сосны лучистой (Pinus radiata) на большей части Северного острова Новой Зеландии.

Результаты, которые различают крупные плантации, небольшие лесные участки и молодые насаждения возрастом от трех лет, демонстрируют новый способ использования дистанционного зондирования для получения данных о росте леса.

Этот подход актуален и для Австралии, где также широко выращивают сосну лучистую, — говорит д-р Грант Пирс, старший преподаватель дистанционного зондирования и ГИС в Университете Флиндерс.

Статья «Developing a forest description from remote sensing: Insights from New Zealand» опубликована в журнале Science of Remote Sensing.

Проблема и метод

«В Новой Зеландии, где плантации сосны лучистой доминируют в лесном секторе, текущее национальное описание лесов не имеет пространственно явной информации и не может эффективно собирать данные о мелкомасштабных лесах», — отмечает д-р Пирс.

Исследователи сочетают:

• Глубинное обучение для картографирования леса на основе аэрофотоснимков высокого разрешения.
• Региональные данные воздушного лазерного сканирования (LiDAR).

Это позволяет картировать все лесные насаждения и оценивать ключевые атрибуты.

Результаты и применение

Полученное пространственно явное описание леса предоставляет полную информацию о:

• протяженности леса,
• возрасте,
• запасе древесины

для лесных участков всех размеров. Это позволяет проводить стратификацию по ключевым переменным для:

• прогнозирования поставок древесины,
• планирования лесозаготовок,
• решений по инвестициям в инфраструктуру.

Исследование, проведенное совместно с представителями лесной промышленности Новой Зеландии, было сосредоточено на плантациях в регионе Гисборн, где имеются общедоступные аэрофотоснимки и данные LiDAR.

Важность для управления рисками

Регион Гисборн серьезно пострадал от циклона Габриэль в начале 2023 года, что вызвало многочисленные оползни и селевые потоки лесных обломков.

Для такой уязвимой местности точное знание расположения лесов, их возраста и состояния критически важно для управления рисками лесозаготовительных операций на крутых склонах.

Обновление данных и значение

Исследователи предлагают использовать спутниковое обнаружение вырубок и цифровую фотограмметрию для непрерывного обновления исходного описания леса. Эта методология позволяет осуществлять мониторинг плантаций в режиме, близком к реальному времени.

Помимо экономической важности (1,8 млн га сосны лучистой для экспорта), эти леса являются ключевой частью схемы торговли выбросами Новой Зеландии и, как ожидается, сыграют значительную роль в достижении правительственной цели по нулевым чистым выбросам к 2050 году.

В Южной Австралии лесные плантации площадью около 40 000 га поддерживают отрасль стоимостью 3 млрд долларов и обеспечивают занятость 18 000 человек.