Байкальский заповедник, хребет Хамар-Дабан. Фото: сайт Байкальского Государственного заповедника/В. Сутула
Современные космические технологии, ещё недавно применявшиеся в археологии для поиска древних городов под джунглями, сегодня становятся критическим инструментом в борьбе с климатическим кризисом. С орбиты Земли над планетой проходят невидимые сканирующие сигналы — они точно измеряют структуру лесов и помогают понять, сколько углерода способна удерживать или терять наша биосфера.
Почему леса важны для климата
Доцент кафедры геопространственных наук университета в Арканзасе пояснил, что леса удерживают до 80% всего углерода, содержащегося в почвах планеты, и, по сути, являются живыми «лёгкими» Земли. От того, как они себя чувствуют, напрямую зависит устойчивость климатической системы.
Чтобы следить за их состоянием, нужно регулярно измерять надземную биомассу — массу всех деревьев и растений над поверхностью. Однако традиционные наземные методы слишком медленные и ограничены по охвату. Решение пришло с орбиты.
Как космос «видит» деревья
Новейшее исследование в области экологической информатики описывает, как спутниковые данные и искусственный интеллект позволяют построить точные карты лесной биомассы.
В основе методики — данные от лидара GEDI, установленного на Международной космической станции. Это устройство измеряет высоту и плотность лесного покрова при помощи лазеров.
Данные лидара дополняются снимками Европейского космического агентства, которые загружаются в Google Earth Engine — облачную платформу обработки спутниковых данных. Далее в работу вступают алгоритмы машинного обучения.
Машинное обучение
Исследователи протестировали сразу несколько ИИ-моделей. Лучший результат показал метод градиентного бустинга деревьев решений, который отличился высокой точностью и минимальной погрешностью.
Алгоритм «случайный лес» также показал хорошие результаты, в то время как модели на базе опорных векторов и простых деревьев уступили. Как подчёркивает автор исследования, подбор подходящего алгоритма критичен для таких задач.
Максимальная точность была достигнута при использовании данных о высоте, топографии, индексах растительности и оптических снимках — всё вместе позволяет строить надёжные и универсальные карты.
Карта, которая меняет экологическую политику
Такие карты — не просто научный интерес. Они дают возможность:
Сложности всё ещё есть. Облачность и атмосферные условия влияют на качество данных, а в некоторых регионах нет доступа к лидарам высокой точности. Однако уже сейчас учёные работают над внедрением нейросетей и комплексных моделей ИИ, которые смогут восполнять пробелы и повышать точность анализа.
Читайте также:
Главы стран Евросоюза жалуются, что американский лидер Дональд Трамп и его администрация держат их в неведении относительно мирных переговоров по урегулированию украинского конфликта. Об этом пишет The Washington Post. Высокопоставленный…
Заместитель председателя комитета Госдумы по транспорту и развитию транспортной инфраструктуры Рафаэль Марданшин выступил за ужесточение наказания за пьяную езду. Об этом сообщает «Парламентская газета». По его словам, нужно увеличение штрафов,…
На Украине оскорбили триатлонистку Софию Лыскун, которая решила выступать за Россию. Такое мнение о коллеге в социальных сетях оставила Юлия Елистратова. Украинка пригрозила Лыскун в случае личной встречи. Она пообещала,…
В обновленной стратегии национальной безопасности США говорится, что Североатлантический альянс должен прекратить расширение в Европе. Соответствующий документ появился на сайте Белого дома. В нем отмечается, что политика Вашингтона в отношении…
Власти Республики Башкортостан приняли решение вдове снизить выплаты военнослужащим, подписавшим контракт с Минобороны. Как отмечается в указе главы региона Радия Хабирова, теперь выплаты будут составлять 500 тысяч рублей вместо миллиона.…
Основатель школы-лаборатории IT LAB Кирилл Русаков рассказал, сколько времени безопасно находиться подросткам 12-14 лет в интернете. Об этом сообщают «Вести Подмосковья». По его словам, в приоритетах должны быть сон, учеба,…