В ПГНИУ разрабатывают технологию автоматической таксации лесов с помощью воздушного лазерного сканирования

Научный коллектив географического факультета при поддержке индустриального партнёра – компании ПЦБК – разрабатывают технологию автоматической таксации лесов с помощью воздушного лазерного сканирования. Это позволит с высокой точность проводить оценку характеристик леса: координат, количества деревьев, запаса древесины и других данных. Работы проводятся при финансовой поддержке Министерства образования и науки Пермского края в рамках Региональной исследовательской группы.

Научными работами руководит доктор географических наук, профессор кафедры картографии и геоинформатики Андрей Шихов.

«В настоящее время лесное хозяйство наряду с другими отраслями переживает период цифровой трансформации. Наиболее важна такая трансформация для таксации лесов, что позволит сделать работу в отрасли более эффективной, грамотно распоряжаться лесными ресурсами и сохранить природный потенциал. Наиболее высокая точность требуется при подеревной таксации – оценке характеристик леса. До сих пор эта работа выполняется в ручном режиме, что весьма затратно, а полученный результат субъективен. Мы создаем технологию, где используется мультиспектральная съемка с БПЛА, высокоточная геодезия, воздушное лазерное сканирование и машинное обучение», – рассказывает Андрей Шихов.

Основное преимущество разрабатываемой технологии – съёмка с помощью лидара (аппарата воздушного лазерного сканирования) позволяет оценить характеристики лесного массива в целом или отдельных деревьев, в зависимости от того, с какой высоты выполнена съемка, потому что лазерные импульсы проникают под полог леса.

Благодаря взаимодействию с индустриальным партнером научная группа получила доступ к большому объему данных съемки и наземных обследований на сотнях участков в разных районах Пермского края. Данные съемки обрабатываются методами сегментации: в лесном массиве выделяются отдельные деревья, оценивается их количество на делянке и характеристики. Также проводится сопоставление с наземными измерениями, которые используются в качестве проверочных. Тем самым формируется обучающая выборка. Когда ее объем будет доведен до нескольких тысяч деревьев, будет использовано машинное обучение для того, чтобы оценивать по данным съемки с воздуха те характеристики деревьев, которые измеряются только наземным путем (в частности запас древесины).

Это позволит в перспективе оценить запас древесины разных пород без привлечения трудоемких наземных измерений. Итогом работы станет программный продукт, совместимый с открытой геоинформационной системой QGIS. Работа проводится с 2024 г. при финансовой поддержке Министерства образования и науки Пермского края в рамках Региональной исследовательской группы.

Вид лесного массива при съемке лидаром с БПЛА

Центр общественных связей