Сохранение тропических лесов посредством машинного обучения

Ученый по компьютерным технологиям Дэвид Дао разрабатывает интеллектуальные алгоритмы, которые используют спутниковые и беспилотные снимки тропических лесов

Сохранение тропических лесов

Ученый по компьютерным технологиям Дэвид Дао разрабатывает интеллектуальные алгоритмы, которые используют спутниковые и беспилотные снимки тропических лесов. Он представит свои исследования на климатической конференции в Мадриде и начнет пилотный проект в Чили.

Немного об авторе исследования

Этим летом в наших воспоминаниях запечатлелись изображения горящих тропических лесов в регионе Амазонки, и возник вопрос: сколько леса мы потеряли? Один из тех, кто пытается ответить на этот вопрос, - ученый-компьютерщик Дэвид Дао, докторант из DS3Lab в Институте вычислительных платформ ETH.

Дао, родом из Германии, является специалистом по машинному обучению и разрабатывает интеллектуальные алгоритмы, которые могут автономно анализировать спутниковые и беспилотные снимки. Это может помочь выявить, где лесной покров истощается и в какой степени.

Алгоритм может даже предсказать, где тропический лес и вовсе пропадет в ближайшем будущем. Хитрость в том, как алгоритм анализирует изображения.

Принцип работы алгоритма

Спутники и беспилотники предоставляют бесчисленные изображения тропических лесов - с разных высот, с разным разрешением и качеством. Общим для них является то, что изображенные ими регионы не помечены или иным образом не идентифицированы.

В отличие от карт, места не имеют названий, а леса, реки и дороги не имеют легко идентифицируемых «подписей» или «ярлыков», как сказал бы специалист. Это означает, что компьютерные алгоритмы не способны определить, что является лесом, а что нет.

Рыбные кости показывают, где сокращаются леса

Как объясняет Дао, алгоритмы считывают последовательности, чтобы распознать, какие области покрыты лесом и сокращаются ли эти области. Эти последовательности представляют собой отдельные изображения, связанные друг с другом в хронологической последовательности - во многом как старые киноленты или комиксы. Так, например, когда через тропический лес строится новая дорога, со временем образуются многочисленные меньшие дороги.

Именно по этим дорогам лесной покров, чаще всего,очень сильно поврежден. С высоты птичьего полета результирующий рисунок напоминает скелет рыбы с ее позвоночником и мелкими костями –отчего и образовалось название «рыбные кости». Сравнивая эти хронологически последовательные виды с воздуха, алгоритмы могут определить, как дорожные системы и лесной покров меняются со временем.

Это означает, что интеллектуальным алгоритмам не нужны метки для генерации общего изображения, указывающего, где сокращаются тропические леса. Они также могут предсказать, где будет происходить наихудшая вырубка лесов. Эта модель также относится к обезлесению вблизи рек и вокруг сельскохозяйственных районов.

Проведение тестов в чилийском тропическом лесу

Для исследовательского проекта, который называется Komorebi, Дэвид Дао привлек партнеров из этой области, в том числе из лесного управления Чили CONAF (Corporacion Nacional Forestal).

В январе пилотный проект начнется в тропических лесах Вальдивии, на тихоокеанском побережье к югу от столицы Сантьяго. Дао будет тестировать и настраивать свои алгоритмы прогнозирования в реальных условиях тропического леса. Его подход может быть в состоянии обнаружить не только общее снижение растительности в тропических лесах, но и определить, какие виды деревьев больше всего пострадали.

Это является существенным фактором изменения климата, поскольку различные типы деревьев вырабатывают СО2 с разной скоростью, и один из подходов к сохранению лесов заключается в том, чтобы предложить местному населению финансовые стимулы для сохранения деревьев в качестве хранилища СО2, а не для очистки леса.

В чилийском тропическом лесу они будут изучать такие вопросы, как повышение точности алгоритмов прогнозирования путем объединения спутниковых снимков с изображениями, снятыми дронами. В отличие от спутниковых изображений, изображения дронов могут быть более качественными и точными. «Если у нас есть изображения с дронов, мы также можем наблюдать изменения в видах деревьев и обнаруживать изменения в биоразнообразии», - говорит Дао.

Сегодня Дэвид Дао представит свой исследовательский проект на 25-й Конференции ООН по изменению климата в Мадриде (COP25). На сессии, организованной Межамериканским банком развития и чилийским управлением лесного хозяйства, будут рассмотрены способы использования новых технологий для регистрации и прогнозирования изменений в землепользовании, а также возможности увязки результатов с платежами от местных жителей для сохранения тропического леса.



Автор статьи: Виктор Булавин

Поделись с друзьями:

Похожие статьи:


Отзывы и комментарии:

Комментарии (3)

  1. Михайлович:
    21 Aug 2020г. в 11:26

    Вообще-то это проблема более широкая и глубокая, чем просто сохранение лесов. Лес - это целая экосистема, с животным миром, который в нём обитает, птицами, которые там летают.Через лес, обычно текут реки, как в Амазонии, а в них плавают рыбы. Если исчезают леса, то вместе с ней сокращается разнообразие видов, а это ведёт, свою очередь, к уменьшению генофонда. У природы остаётся мало вариантов для существования и развития. Так что, сохраняя лес, мы тем самым продлеваем жизнь на Земле.

  2. Лена:
    10 Feb 2020г. в 09:25

    Я правильно понимаю, что это пока еще не действующий проект, что еще идет стадия разработки, а конкретные данные и системы будут только еще представлены широкой публике? Не нашла в статье сроков, да и когда сама статья вышла, не очень понятно. Ну, в любом случае, удачи этому ученому, дело он делает нужное и важное-такая разработка однозначно нужна нашей планете.

  3. Артем:
    22 Jan 2020г. в 21:20

    Наконец-то люди по-немногу начинают приходить в себя и пытаются позитивно влиять на окружающую среду с помощью технологий. Мы уже долгое время выкачиваем природные ресурсы и думаем, что это нормально, но пора осознать свою неправоту и начинать действовать на сбережение природы, иначе для следующих поколений не будет условий для жизни. Побольше бы таких ученых как Дэвид Дао.



Разрешённые теги: <b><i><br>Добавить новый комментарий: