Институт ИИ российского ИТ-вуза совместно с компанией «Инногеотех» и Министерством природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края разработал подсистему мониторинга лесоизменений для системы «Умный лес». Сервис отслеживает незаконные вырубки, пожары и другие изменения. Об этом «Хайтеку» сообщили в пресс-службе Университета Иннополис.
Читайте «Хайтек» в
Ранее в 2020 году подсистему мониторинга лесоизменений апробировали в тестовом режиме на всей территории лесного фонда Пермского края. Цель — выявить незаконные вырубки. За это время было выявлено 679 объектов с лесоизменениями, проведена верификация объектов изменений лесничествами Пермского края. Подсистема показала высокую точность и оперативность и сейчас её готовятся полностью интегрировать в РГИС «Умный лес».
По словам Михаила Никитина, начальника управления охраны, защиты и надзора в лесах Министерства природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края, система повышает эффективность контрольно-надзорной деятельности в регионе. Кроме того, она снижает затраты на патрулирование за счет оптимизации обследований лесного фонда. Реагировать на конкретные сигналы, отображаемые на карте гораздо проще и быстрее. Благодаря этому находится все больше объектов с предполагаемыми нарушениями. Данные подсистемы в будущем можно будет использовать как доказательную базу в контрольно-надзорной деятельности и судах.
УМНЫЙ ЛИФТ НЕ ПУСКАЕТ ДОМОЙ ⛔ / ПРАНК
Разработчики Университета Иннополис и компании «Инногеотех» создали алгоритм, который нивелирует характерную для нейросетей проблему пропусков маленьких объектов: алгоритмы определения вырубок работают с объектами размером от 3*3 пикселя. Также была решена проблема наличия дымки от облаков на изображениях — алгоритмы автоматически отличают дымку на небе от лесоизменений, раньше для этого проводилась дополнительная обработка. Алгоритмы работают летом и зимой со снимками с космоаппаратов Landsat 8 и Sentinel 2.
«Сервис мониторинга лесоизменений автоматически загружает данные космосъёмки с еженедельной периодичностью. Современные технологии обработки изображений и глубокого обучения позволяют эффективно решать задачи, которые несколько лет назад казались невыполнимыми —подчеркиает Рамиль Кулеев, директор Института искусственного интеллекта Университета Иннополис — Направление разработок для лесной отрасли для нас является очень важным, мы видим перспективу в решении задач по автоматической таксации леса, комплексированию различных источников данных — космосъёмка, лидарная съемка и съемка с беспилотников, прогнозированию развития негативных ситуаций, в том числе чрезвычайных — пожары, усыхания леса».
«Мы в 2 раза — до 0,1 га — снизили минимальную площадь детектируемых лесоизменений. Благодаря большому объему эталонной выборки наша нейронная сеть в настоящее время детектирует вырубки на снимках с облаками и тенями от облаков — объясняет Дмитрий Шевелев, руководитель проекта цифровизации лесной отрасли Университета Иннополис. — До этого нам приходилось вырезать облака на снимках, либо использовать безоблачные снимки. Также мы продолжаем работать над расширением базы источников космических снимков. Сейчас подсистема дорабатывается в части использования данных с отечественных спутников Ресурс-П и Канопус-В».
Оцифровка леса?! Росреестр и Рослесхоз
На территории Пермского края под непрерывный мониторинг попадут 12,4 млн га лесного фонда. До этого разработчики Университета Иннополис внедрили технологию на территории Республики Татарстан, в автоматизированном режиме она мониторит леса на территории 1,2 млн га — 31 лесничество республики. Сервис при помощи технологии искусственного интеллекта анализирует космоснимки, полученные со спутников Земли, предобрабатывает их и отправляет результаты нейронным сетям, сети делают сегментацию этих изображений и выдают вектор с полигонами. Этот сервис разработан в рамках создания Комплексной системы дистанционного мониторинга Приволжского федерального округа, которая также проводит мониторинг сельскохозяйственных земель, объектами инфраструктуры и капитального строительства, процессов обработки отходов.
«Опыт работы на территории Республики Татарстан и Пермского края даёт нам возможность апробировать работу сервиса мониторинга лесного фонда на больших территориях. Мы видим, что благодаря проведенной работе и непрерывному совершенствованию сервис уже сейчас может масштабироваться на большие территории, в ближайшей перспективе покрыв весь лесной фонд России» — заключает Дмитрий Шевелев.
Источник: hightech.fm
Умный лес
Задачи по цифровизации основных направлений экономики поставлены президентом России Владимиром Путиным. В июле 2017 года распоряжением Правительства РФ утверждена программа «Цифровая экономика Российской Федерации», в декабре 2018 года ей присвоен статус национального проекта.
Пермский край – один из первых регионов в России приступил к реализации принципов и стандартов цифровизации в лесной отрасли, запустив в мае 2018 года по инициативе краевого правительства совместно с ООО «Центр космических технологий и услуг», Пермским государственным национальным исследовательским университетом и ПЦБК пилотный проект «Умный лес».
Лесное хозяйство с интеллектом
Систему «Умный лес» могут интегрировать в лесное хозяйство России до конца 2023 г. Предложение о внедрении пермской государственной информационной системы «Умный лес» в других регионах страны прозвучало на Всероссийском совещании правительства, Совета Федерации, Госдумы, Счетной палаты и региональных лесных ведомств. Система позволила Пермскому краю в 1,5 раза снизить теневой оборот древесины и в 2,5 раза повысить эффективность взаимодействия лесопользователей и профильных органов власти.
Прикамье также предлагает создать в Перми Центр компетенций цифровой трансформации лесного хозяйства России, чтобы с учетом всего наработанного опыта помогать коллегам в других регионах. С этим предложением согласны и эксперты: по их мнению, использование такой системы позволит привести в порядок лесные массивы страны и прекратить их бесконтрольную эксплуатацию и уничтожение.
Лесопользование в цифре
Система «Умный лес» позволяет вести учет лесного фонда и лесопользование в цифре, мониторинг хранения, транспортировки и переработки древесины, с помощью спутникового мониторинга отслеживать лесоизменения, а также охранять леса от пожаров, реализовывать программы лесовосстановления и администрировать платежи за лес. Одна из подсистем «Умного леса» отвечает за мониторинг транспортировки, обеспечивая контроль за оборотом древесины — от заготовки до производства готовой продукции. Кроме того, «Умный лес» позволяет автоматизировать операционные процессы, перевести лесную отрасль на цифровой формат и уйти от бумажного документооборота. Пермский опыт уже успешно тиражирован в лесной отрасли Кировской области, а тестирование информационного продукта проводят Татарстан, а Белгородская, Ульяновская и Новосибирская области.
Благодаря системе бюджет региона дополнительно получил 6 млрд рублей налоговых поступлений и 2,6 млрд рублей платы за коммерческое использование лесных ресурсов, рассказал в ходе совещания губернатор Пермского края Дмитрий Махонин. На территории региона располагаются лесоперерабатывающие предприятия, выпускающие большой спектр продукции из заготовленной древесины- не только традиционные пиломатериалы, но и картон, бумагу и высококачественную фанеру. По России на долю Прикамья приходится выпуск 7% фанеры и целлюлозы, 9% бумаги и 11% пиломатериалов.
Наблюдение и реагирование
Впервые в российской практике передовые цифровые технологии, внедряемые в рамках проекта «Умный лес», создали условия не только для отслеживания общего состояния лесного фонда и отдельных изменений на территории лесничества, но и для оперативного реагирования на них.
«Проект “Умный лес” позволил собрать воедино и систематизировать огромный массив информации о текущем состоянии государственного лесного фонда на конкретной территории, чтобы впоследствии интегрировать его с федеральными информационными системами. Он состоялся, он уже приносит значительный экономический эффект бюджету края. Кроме того, он защищает экологию края — в результате использования системы незаконная рубка леса в Прикамье уже снизилась с 30 тыс. до 3 тыс. кубометров. Благодаря комплексной системе управления лесными массивами уже запущено и три инвестиционных проекта, которые позволят дополнительно вовлечь 2,2 млн. кубических метров лесных ресурсов Прикамья в промышленную деятельность», – сказал член комитета Госдумы РФ по информационной политике, информационным технологиям и связи Антон Немкин.
И это – только первые результаты, но уже сейчас очевидно, что работа РГИС «Умный лес» окажется исключительно полезной для развития региона и принесет дополнительные возможности.
Предпосылки создания системы
Разработка цифровой интеллектуальной системы «Умный лес» началась в 2019 году. Предпосылками к созданию информационной системы стал ряд серьезных проблем.
«В Пермском крае находится порядка 12 млн га леса. Лесозаготовки осуществляют около 300 лесопользователей, обработкой занимаются более 1300 лесопильных комплексов. При этом в лесной отрасли отсутствовали, либо были не актуальны данные лесоустройства, они не имели пространственной привязки, бизнес-процессы взаимодействия с лесопользователями не были автоматизированы.
Ежегодный ущерб из-за незаконных рубок и теневого оборота древесины достигал 2 млрд рублей, потери бюджета края – не менее 100 млн рублей налогов и 250 млн рублей платы за пользование природными ресурсами. Созданная и протестированная в 2020-2021 годах система “Умный лес” распознает до 100 объектов лесоизменений за 10 минут. Этот сервис разработан в рамках платформы, где также реализованы алгоритмы по распознаванию карьеров, вырубок, ветровалов, зарастаний полей, распашки, мест произрастания борщевика Сосновского с помощью технологий машинного обучения и компьютерного зрения. Всего разработано 9 сверточных нейронных сетей, которые анализируют данные дистанционного зондирования Земли, после чего информацию можно сравнить с отраслевыми сведениями. Всё это способствует развитию лесной промышленности и сокращению незаконных вырубок леса», – пояснил региональный координатор проекта «Цифровая Россия» партии «Единая Россия» в Пермском крае Александр Мотрич.
Дорожная карта проекта
Разработка этой ИТ-системы была начата с детального анализа всех процессов управления лесным хозяйством, после чего была составлена детальная дорожная карта проекта и подробное техническое задание для ИТ-специалистов.
«В первую очередь мы отладили все бизнес-процессы по контролю надзорной деятельности, по сокращению правонарушений в сфере незаконной заготовки и транспортировки древесины и только после этого реализовали одну из завершающих частей проекта – систему космического мониторинга, при помощи которой нейросети обнаруживают изменения лесного покрова. Думаю, что именно по этой причине интеграция всей системы в лесное хозяйство Прикамья прошла оперативно и гладко, так что за прошедший год мы уже увидели реальные экономические результаты для нашей экономики.
Сегодня мы получаем сто процентов данных о лесном хозяйстве края в цифровом виде, а более 52 видов отчетности и аналитики для руководителей созданы на основе актуальных данных, полученных из системы. И только на налоговых поступлениях и оплате коммерческого использования лесных ресурсов бюджет региона в прошлом году получил более 8 млрд рублей дополнительного дохода. Сейчас мы готовим пакет документов для платформы «Гостех», и если коллеги его одобрят, то передадим предложения о масштабировании ИТ-продукта на все регионы страны в Минцифры России. У нас все готово и проверено, так что в случае позитивного решения мы сможем тиражировать «Умный лес» в регионы страны уже до конца этого года. Также считаем правильным создать в Пермском крае Центр компетенций цифровой трансформации лесного хозяйства России, тогда мы сможем эффективно помогать всем коллегам в других регионах», – рассказал руководитель Управления разработки и развития информационных систем Центра информационного развития Пермского края Сергей Даллада.
Источник: www.connect-wit.ru