Настраивайтесь на YOLO Vision 2025!
25 сентября 2025 г.
10:00 — 18:00 BST
Гибридное мероприятие
Yolo Vision 2024

Использование ИИ для борьбы с вырубкой лесов

Мостафа Ибрагим

6 мин чтения

9 июля 2024 г.

Узнайте о влиянии AI на мониторинг вырубки лесов в реальном времени и стратегии сохранения лесов.

Что такое вырубка лесов?

Согласно последним статистическим данным, ежегодно теряется примерно 10 миллионов гектаров леса, а 2 693 910 акров (один акр - примерно 0,405 гектара) сгорело в результате лесных пожаров в 2023 году, что усугубляет изменение климата и разрушает экосистемы. Борьба с обезлесением имеет решающее значение, и для смягчения его последствий необходимы инновационные решения. Одним из перспективных подходов является использование искусственного интеллекта (ИИ) для мониторинга и борьбы с обезлесением.

В этой статье мы рассмотрим роль ИИ в решении проблемы вырубки лесов. Мы углубимся в то, как ИИ может помочь в мониторинге и обнаружении деятельности по вырубке лесов, обсудим преимущества и проблемы использования ИИ в этой области, а также рассмотрим различные методы ИИ и их применение в сохранении лесов. И последнее, но не менее важное: мы рассмотрим будущий потенциал ИИ в борьбе с вырубкой лесов.

Как ИИ работает в борьбе с вырубкой лесов

Спутниковый и дроновый мониторинг

Искусственный интеллект значительно расширяет возможности использования спутниковых снимков для мониторинга лесных массивов. Анализируя изображения с высоким разрешением, системы искусственного интеллекта могут обнаруживать изменения в лесном покрове с исключительной точностью и скоростью. Аналогичный подход используется и для изображений с дронов. Эта технология позволяет отслеживать деятельность по вырубке лесов в режиме реального времени, обеспечивая быстрое реагирование и эффективное управление лесными ресурсами. Таким образом, использование искусственного интеллекта в обработке изображений может стать мощным инструментом для сохранения лесов, защиты биоразнообразия и борьбы с незаконной вырубкой лесов.

Например, модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLOv8, могут использоваться для обработки спутниковых и дроновых снимков с целью выявления вырубленных лесных массивов. Эти модели могут различать различные типы земного покрова и обнаруживать даже незначительные изменения в растительности. Такой уровень детализации имеет решающее значение для эффективного мониторинга лесов и природоохранных мероприятий. Аналогичные AI-подходы, используемые при вырубке лесов, также могут применяться в смежных областях, таких как мониторинг и поддержание сельскохозяйственных ландшафтов.

Рис. 1. Спутниковые снимки, демонстрирующие как лес, так и город.

AI-технологии в смягчении последствий вырубки лесов

Существуют различные методы в ИИ, особенно в области компьютерного зрения, которые можно применять для борьбы с вырубкой лесов. В этом разделе мы более подробно рассмотрим эти методы и изучим, как их можно эффективно использовать для борьбы с вырубкой лесов.

Детекция объектов 

Обнаружение объектов — это фундаментальный инструмент в борьбе с вырубкой лесов. Этот метод включает в себя использование аэрофотоснимков и видео для обнаружения и подсчета отдельных деревьев в пределах заданной области. Извлекая данные из изображений и видео, он предоставляет подробную и точную оценку плотности лесов, чтобы специалисты по охране природы и власти могли более эффективно отслеживать изменения в этих областях.

Современные модели, такие как YOLOv8, обладают универсальностью для обучения обнаружению объектов, а также другим задачам, для обработки огромных объемов изображений с высоким разрешением и обнаружения незначительных изменений в растительности. Эти модели используют передовые алгоритмы для различения различных типов растительного покрова, таких как густые леса, редкая растительность и вырубленные земли. Этот уровень детализации необходим для точной оценки масштабов вырубки лесов и выявления районов, находящихся в зоне риска.

Рис. 2. Лес с обширной вырубкой.

Сегментация

Сегментация, с другой стороны, фокусируется на разделении изображений на отдельные типы растительности путем анализа цвета и текстуры различных блоков на изображении. Этот метод обеспечивает всесторонний обзор состава леса.

Эти модели ИИ обрабатывают спутниковые и аэрофотоснимки высокого разрешения, чтобы различать густые леса, редкую растительность и расчищенные земли. Это имеет решающее значение для точной оценки масштабов вырубки лесов, выявления зон риска. Например, сегментация может выявить медленное распространение сельскохозяйственной деятельности в лесные массивы, выделить зоны, пораженные болезнями или вредителями, и определить регионы, где наиболее необходимы усилия по лесовосстановлению.

Рис. 3. Спутниковый снимок нескольких полевых участков.

Обнаружение дыма

Дым является одним из самых ранних признаков развития лесного пожара. Модели ИИ могут быть обучены для обнаружения дыма по спутниковым и аэрофотоснимкам, чтобы выявлять эти ранние признаки лесных пожаров. Обнаруживая выбросы дыма на ранней стадии, эти модели позволяют быстро реагировать и предотвращать масштабный ущерб лесам. Эффективность обнаружения дыма в смягчении последствий обезлесения, связанного с пожарами, невозможно переоценить.

Рис. 4. Использование Ultralytics Yolov8 для обнаружения дыма.

Мониторинг незаконной деятельности с использованием воздушной разведки

Подобно спутниковым снимкам, дроны, оснащенные технологией искусственного интеллекта, обеспечивают детальный мониторинг лесов в режиме реального времени, но с большей гибкостью. Они делают снимки высокого разрешения и собирают исчерпывающие данные о состоянии лесов, незаконной деятельности и очагах пожаров. Гибкость и эффективность этих дронов с искусственным интеллектом делают их бесценным инструментом в усилиях по сохранению лесов, предлагая беспрецедентные возможности для быстрого выявления и устранения угроз для лесных экосистем.

Рис. 5. Дрон, зависший над лесом.

Преимущества ИИ в борьбе с вырубкой лесов

Как и в других областях, искусственный интеллект (ИИ) предоставляет значительные преимущества в борьбе с вырубкой лесов.

Быстрое вмешательство (раннее обнаружение)

Одним из значительных преимуществ использования ИИ в борьбе с вырубкой лесов является его способность к раннему обнаружению. Системы на базе ИИ могут анализировать спутниковые снимки, аэрофотоснимки и другие источники данных в режиме реального времени для выявления признаков вырубки лесов и деградации лесов на начальном этапе. Это раннее обнаружение позволяет быстро реагировать и вмешиваться, предотвращая перерастание мелкомасштабной вырубки лесов в крупномасштабный экологический ущерб. 

Непрерывный мониторинг 

Одним из наиболее значительных преимуществ систем искусственного интеллекта является их способность работать 24/7, обеспечивая постоянное наблюдение и быстрое выявление незаконной деятельности. Этот непрерывный мониторинг гарантирует своевременное выявление и устранение любой деятельности по вырубке лесов, минимизируя ущерб и повышая эффективность природоохранных мероприятий. 

Экономическая эффективность

Несмотря на то, что ИИ может быть дорогостоящим в качестве первоначальных инвестиций, он обеспечивает значительные преимущества в плане экономии средств в долгосрочной перспективе. Традиционные методы мониторинга лесов и выявления незаконной деятельности часто требуют больших людских ресурсов, времени и финансовых вложений. В отличие от этого, системы на базе ИИ могут автоматизировать эти процессы, снижая потребность в ручном наблюдении и оптимизируя анализ данных. Кроме того, возможности раннего обнаружения ИИ могут предотвратить дорогостоящий ущерб, позволяя оперативно принимать меры против деятельности по вырубке лесов, что еще больше повышает финансовую эффективность усилий по сохранению лесов.

Проблемы, связанные с ИИ, в борьбе с вырубкой лесов

Несмотря на то, что использование ИИ в борьбе с вырубкой лесов дает значительные преимущества, необходимо учитывать и ряд проблем.

  • Высокие первоначальные затраты и обслуживание: Внедрение систем искусственного интеллекта для мониторинга вырубки лесов требует значительных первоначальных инвестиций. Затраты, связанные с приобретением спутниковых снимков высокого разрешения, развертыванием дронов и обучением моделей искусственного интеллекта, могут быть значительными. Кроме того, для обеспечения точности и эффективности систем искусственного интеллекта необходимы постоянное обслуживание и обновления. Эти финансовые барьеры могут быть серьезной проблемой, особенно для развивающихся стран или небольших природоохранных организаций с ограниченным бюджетом.
  • Ложные положительные или ложные отрицательные результаты: Существует риск того, что системы ИИ будут генерировать неверные предупреждения, либо пропуская деятельность по вырубке лесов, либо отмечая несуществующие проблемы. Эти ошибки могут быть дорогостоящими и подрывать эффективность природоохранных мероприятий, хотя преимущества ИИ часто перевешивают эти проблемы.
  • Климатические и экологические факторы: Экологические факторы, такие как сезонные изменения, стихийные бедствия и изменчивость климата, могут влиять на точность моделей ИИ. Системы ИИ должны быть надежными и адаптируемыми к изменяющимся условиям окружающей среды, чтобы поддерживать свою эффективность. Необходим непрерывный мониторинг и обновление моделей для учета этих переменных.

Будущее ИИ в борьбе с вырубкой лесов

Будущее ИИ в борьбе с вырубкой лесов будет сосредоточено главным образом на разработке более совершенных систем мониторинга окружающей среды в режиме реального времени на базе ИИ. Эти системы будут интегрировать данные из различных источников, включая спутники, дроны, наземные датчики и даже отчеты граждан, чтобы обеспечить всестороннее представление о состоянии лесов. Алгоритмы ИИ будут анализировать эти данные для выявления угроз, мониторинга биоразнообразия и оценки экосистемных услуг, что позволит принимать своевременные и обоснованные решения.

Прекращение вырубки лесов

Борьба с вырубкой лесов – это битва, которую мы не можем позволить себе проиграть, и ИИ – наше секретное оружие. Благодаря своей способности отслеживать обширные леса в режиме реального времени, обнаруживать незаконную деятельность до ее эскалации и даже прогнозировать будущие угрозы, ИИ превращает нас из реагирующих в проактивных защитников нашей планеты. От Амазонки до Индонезии, от лесных пожаров в Калифорнии до бассейна реки Конго, бдительные глаза ИИ никогда не спят, обеспечивая нашим лесам защиту, которую они заслуживают.

Интересуетесь будущим компьютерного зрения? Чтобы узнать о последних достижениях в этой области, изучите документацию Ultralytics и ознакомьтесь с их проектами как на Ultralytics GitHub, так и на YOLOv8 GitHub. Чтобы получить представление о применении ИИ в различных отраслях, особенно информативны страницы решений по здравоохранению и производству.

Давайте строить будущее
ИИ вместе!

Начните свой путь в будущее машинного обучения

Начать бесплатно
Ссылка скопирована в буфер обмена