Профессор Мичиганского государственного университета Дэвид Картер демонстрирует на ноутбуке изображение виртуального леса. Это компьютерная копия, или «цифровой двойник», сосновой плантации, созданная с помощью лидара — технологии лазерного сканирования, которую также применяют в беспилотных автомобилях.
Подобные виртуальные ландшафты позволяют менеджерам тестировать стратегии управления в симуляции перед их реализацией. Хотя концепция цифровых двойников давно используется в производстве и здравоохранении, в лесном хозяйстве сейчас происходит аналогичная революция. В новой работе Картер и его команда разработали инструмент на основе ИИ для сосновых плантаций.
На юго-востоке США сосны ладанные занимают около 35 миллионов акров, служа сырьем для фанеры и бумажных полотенец. Саженцы высаживают рядами, а через 12-15 лет проводят прореживание, удаляя слабые деревья. Обычно первый ряд выбирают случайным образом, удаляя каждый третий или четвертый ряд. Но плантации неоднородны: одни деревья прямые и крепкие, другие — хилые.
Картер задался вопросом: что если землевладельцы смогут виртуально опробовать разные начальные ряды до того, как сделать первый срез? В исследовании, опубликованном в Journal of Forestry, команда совершила полет на дроне с лидарным сканером над участком леса площадью 7,5 акров в Вирджинии до и после прореживания. Лидар излучает десятки тысяч лазерных импульсов в секунду, создавая трехмерное облако точек — цифровую копию леса.
Главное преимущество лидара в том, что он может «видеть» больше деревьев. Ручные измерения охватили бы лишь 3% леса. Используя лидар и метод ИИ, исследователи составили карту 90% из 3555 деревьев. Сравнение с замерами на местности показало, что цифровые двойники точно предсказывают диаметр ствола и объем каждого дерева. Запустив моделирование, команда обнаружила: смещение начальной точки прореживания на один ряд сохраняет на 15% больше древесины для будущего роста.
Ранее в России пообещали запустить проект мониторинга за лесами и агроэкологией из космоса.
