ИИ поможет выявлять из космоса незаконную вырубку леса | Новости науки
Алгоритмы нейросетей работают на 62% быстрее человека и на 12% точнее. Это показал эксперимент, проведенный Рослесинфоргом в Бурятии, Забайкалье и Амурской области. Как сообщили в пресс-службе лесоучетного ведомства, скоро искусственный интеллект повысит скорость и точность обнаружения незаконных рубок по всей стране.
Специалисты организации работают над интеграцией космосъемки и технологий ИИ в цифровую систему лесного комплекса.
По стратегии отраслевого развития до 2030 года цифровизация лесного хозяйства считается одной из приоритетных задач. Уже запущена федеральная государственная информационная система (ФГИС) лесного комплекса. К концу года на платформе заработает функционал по автоматическому распознаванию изменений, которые происходят в лесном фонде, прогнозированию событий лесохозяйственной жизни, применению технологий и методов искусственного интеллекта при внесении сведений в государственный лесной реестр (ГЛР).
Одна из основных задач, которую помогут решить технологии — это отслеживание незаконной рубки леса. Источником информации для анализа станут космические снимки. Они уже активно применяются в дистанционном мониторинге использования лесов, который проводит Рослесинфорг. Автоматический режим распознавания изменений, происходящих в лесном фонде, станут дополнительным преимуществом для традиционных систем дистанционного мониторинга лесов, но полностью заменить человека не смогут.
«В современных условиях повышение эффективности управления лесным хозяйством неразрывно связано с цифровизацией и использованием технологий искусственного интеллекта. Такие решения позволяют оптимально выстроить взаимодействие бизнеса и государства между собой», — отметил заместитель руководителя Рослесхоза Вячеслав Спиренков.
У искусственного интеллекта в наблюдении за лесами несколько блоков задач. Рослесинфорг и профильное предприятие в контуре Роскосмоса АО «Терра Тех» экспериментируют с возможностями нейросетей при анализе космических снимков для выявления вырубок с 2022 года. Эти эксперименты показали, что нейросеть на 62% быстрее и на 12% точнее человека выявляет рубки, обращает внимание на места, на которые человек не обратит внимания. Даже когда алгоритм ошибается, перепроверка проводится гораздо быстрее. При этом исключается человеческий фактор — случайное или умышленное искажение результатов.
«В первую очередь нужно обучить нейросеть выявлять изменения лесного покрова и отличать вырубки от природного воздействия. „Выход в космос“ может обеспечить геоаналитическая платформа „Цифровая Земля“. Она располагает информацией о состоянии территорий и природных ресурсов в масштабах всей страны. Все результаты „нечеловеческих“ интеллектуальных усилий будут поступать в единую цифровую систему лесного комплекса — ФГИС ЛК. Имея возможность в режиме реального времени получать информацию о текущем состоянии лесов, а также их изменении с течением времени, система сможет претендовать на статус „лесной Вселенной“», — заявил начальник управления государственной инвентаризации и учета лесов Рослесинфорга Станислав Фёдоров.
Сценарий взаимодействия выглядит так: оператор «лесной» информационной системы запрашивает космические снимки интересующей территории в динамике. «Космический сервис» подбирает и обрабатывает снимки с помощью нейросетевых алгоритмов, затем передает результаты во ФГИС лесного комплекса. Здесь запускаются свои технологические процессы по каждому выявленному лесоизменению, проходит обработка данных, на первом этапе с участием человека, который может, в свою очередь, подкорректировать их на основе своей экспертизы. Это нужно для дообучения «космического» искусственного интеллекта. Сейчас системе подсказывают люди: экспертные знания — это основа для обучения компьютера. Когда ИИ достаточно обучится, обработка будет происходить полностью в автоматическом режиме. По результатам анализа имеющихся данных и документов во ФГИС лесного комплекса будут создаваться задания для региональных «лесных» властей или обращения в правоохранительные органы.
Искусственному интеллекту можно доверить быструю обработку большого количества первичной информации, космических снимков, документов, таблиц и иных баз данных. Но решающее слово всегда за профильным специалистом, обладающим пониманием проблемы, опытом и знаниями, умеющим адаптироваться к новым ситуациям, подчеркнули в ведомстве.
«Результаты совместной работы Роскосмоса с Рослесхозом является показательным примером эффективного межведомственного взаимодействия. Проект „Цифровая Земля“ обеспечивает необходимую технологическую инфраструктуру как в части поставки, так и анализа данных космической съемки с использованием технологий машинного обучения. ФГИС ЛК станет первой информационной системой федерального уровня, в которой обеспечена полноценная интеграция двухстороннего обмена данными», — уверен заместитель директора Департамента навигационных космических систем (ГЛОНАСС) Госкорпорации «Роскосмос» Валерий Заичко.
Следующая задача, которую предстоит решить с помощью искусственного интеллекта, — предсказание событий и изменений в состоянии лесов. В соответствии с естественным ростом леса (увеличением высоты, диаметра, и объема ствола), хозяйственной деятельностью, стихийными бедствиями, а также по мере обработки лесоустроительной информации данные о лесном фонде будут автоматически актуализироваться едином электронном государственном лесном реестре — ФГИС лесного комплекса. Это позволит получать обновленную характеристику лесосырьевых ресурсов, проводить все необходимые расчеты, включая сложную аналитику, в один клик.
Такой функционал появится в системе на этапе запуска ее третьей очереди, который также предполагает полный перенос ФГИС лесного комплекса на платформу «Гостех». Фронт работ намечен на срок до декабря 2024 года.
В перспективе появятся новые сервисы на основе применения технологий искусственного интеллекта для системы лесопользования. В том числе интеллектуальный поиск, подбор и оформление участков для различных видов использования лесов, будь то заготовка древесины или туризм. Все это будет способствовать еще большему вовлечению лесного фонда в экономику государства.
Строящаяся система лесного комплекса позволит объединить все данные о лесах страны, контролировать их использование и восстановление, предоставлять услуги лесопользователям в электронной форме. Для пресечения незаконной вырубки в систему до конца года включат реестр навигационной информации от лесовозов и лесозаготовительной техники.