Система "Кедр"
На юге Дальнего востока находятся одни из наиболее ценных лесов умеренного пояса Азии. Долгое время они почти не подвергались рубкам и пожарам став приютом для множества уникальных растений и животных, таких как амурский тигр и дальневосточный леопард. Сейчас самой большой угрозой для сохранности этих мест являются массовые незаконные рубки деревьев.
В ведомстве одного дальневосточного лесника находится в среднем 336,5 тысяч гектаров леса. Это больше чем территория Москвы. Лесники регулярно проверяют свои угодья, выезжая в рейды. Но за пару дней группа из 4 человек успевает объехать не более 15% территории после чего эффект внезапности пропадает. Большую часть незаконных рубок удается обнаружить уже после того как лесорубы покинули место вырубки, нанеся природе непоправимый ущерб. Для большей эффективности рейдов нужно знать заранее, где происходит рубка. Для решения этой проблемы по инициативе Всемирного фонда дикой природы при поддержке Министерства по развитию ДВ и аппарата полномочного представителя Президента РФ в ДФО разработана система космического мониторинга лесоизменений «КЕДР».
Данная система позволяет выявлять незаконные рубки в кедрово-широколиственных лесах. В ее основе лежат алгоритмы автоматического анализа космических снимков разновременных спутниковых снимков растрового формата с разрешением 30 метров на пиксель для вегетационного и снежного периода, которые поступают на диспетчерский пункт в режиме онлайн. Таким образом, 1 пиксель результирующего растра изменений равен квадрату с длинной стороны 30 метров и площадью 0,09 га.
Снимки делаются раз в неделю и помещаются в облако данных Coocle Earth Engine. Там каждый свежий снимок сопоставляется со снимками предыдущих дней.
Алгоритм системы «КЕДР» не просто сравнивает два последовательных снимка, а сперва образует комбинированный набор из всех снимков доступных для данной территории, и создает набор данных, устанавливающий различные статистические значения цветности и его отклонения от медианного значения для каждого участка/пиксела. На втором этапе производит сравнение наборов данных с статистически обработанным оперативным снимком. Это позволяет убирать «шумы» при автоматическом сравнении снимков и значительно повышает точность фиксации изменений. Стоит отметить, что в системе «КЕДР» используется для анализа данных одна система, но применяет при этом различные алгоритмы, учитывающие разные критерии для вегетационного и снежного (безлиственного) периода.
В условиях юга Дальнего Востока и кедрово-широколиственных лесов, где значительную часть состава древостоя, а тем более проекционного покрытия крон, занимают лиственные листопадные породы, автоматическое сравнение разновременных снимков ограничено двумя периодами: вегетационным и снежным. На протяжении каждого из этих периодов отдельно взятое насаждение характеризуется относительно низкой внутренней изменчивостью, при условии отсутствия нарушений целостности полога древостоя.
В вегетационный период система более чувствительна к изменениям, т.к. большая часть пиксела снимка занята проекциями крон и при изменении целостности полога древостоя (например, вырубке дерева) цветность пиксела значительно изменяется, что позволяет выявлять даже рубку отдельных деревьев. В снежный (безлиственный) период листопадные деревья значительно уменьшают свою площадь проективного покрытия, вследствие чего порог фиксации изменения значительно меньше.
Анализ полученных данных осуществляется на основе уникального алгоритма, разработанного в Мэрилендском университете (США).
Затем обработанные снимки автоматически загружаются на специальный webресурс, созданный на базе платформы российской компании «СканЭкс».
Удобный интерфейс позволяет быстро анализировать и интерпретировать данные. Например, обратившись к разрешительным документам можно делать выводы о легальности рубки.
Уникальность системы «Кедр» в полной автоматизации космического мониторинга, это позволяет держать под наблюдением огромные территории и с минимальной задержкой замечать малейшие подозрительные изменения.
На данный момент система внедряется в промышленную эксплуатацию в двух субъектах РФ. Создаются оперативные группы лесного надзора для отработки поступающих сигналов (группы передвигаются на проходимых автомобилях снабжаются современными средствами связи и навигации, цифровой информацией о разрешенных лесосеках).
Данные являются открытыми и любой неравнодушный человек может выявить факт незаконной рубки и помочь спасти Дальневосточную природу.
Контактная информация
Амурский филиал Всемирного фонда дикой природы
г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, д. 18а
Сайт проекта: https://amurinfocenter.org
Телефон: +7 (4232) 41-48-68
Источник фото: freepik.com