Serangan kumbang

Saya sudah melakukan posting di Habré tentang kekalahan hutan Siberia sebagai hama berbahaya - poligraf Ussuri . Kumbang yang sangat produktif dan berbahaya ini mampu menghancurkan kawasan hutan cemara yang luas dalam waktu singkat, dan, sayangnya, jauh lebih baik daripada upaya manusia untuk memerangi serangga berbahaya. Masalah utama dalam memantau hutan di daerah yang terkena dampak kumbang adalah kurangnya spesialis dan metode modern untuk analisis yang cepat dan akurat tentang keadaan hutan yang terkena dampak. Namun, masih ada beberapa poin positif. Kendaraan udara tak berawak berperang dengan hama berbahaya. UAV. Sebaliknya, mereka terbang ...

Pemantauan hutan. Apa ini

Sampai sekarang, pemantauan keadaan hutan cemara di daerah yang terkena dampak Polygraphus proximus ( nama ilmiah kumbang - catatan penulis ) telah dilakukan selama pengamatan berbasis darat berkala (dengan kata lain, kaki), yang sangat penting dalam kasus deteksi fokus hama dan penunjukan sanitasi dan kesehatan. Ini bisa berupa pemotongan khusus, pemrosesan dengan produk biologis atau reagen kimia. Namun, studi tersebut, karena luas dan tidak dapat diaksesnya wilayah taiga Siberia, tidak memberikan informasi lengkap tentang penyebaran proses invasif di wilayah tersebut. Sebagian masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan citra satelit dan pengawasan penerbangan, tetapi metode ini memiliki daftar pembatasan yang luas pada perincian informasi, dan, yang terpenting, biaya.

Baru-baru ini, pelaksanaan pemeriksaan patologis hutan dimungkinkan dengan menggunakan metode jarak jauh menggunakan kendaraan udara tak berawak, yang didefinisikan dalam Urutan Kementerian Sumber Daya Alam Rusia No. 480 tanggal 09.16.2016. Ini adalah kasus yang jarang terjadi ketika Rusia relatif cepat diizinkan untuk menggunakan teknologi modern untuk menyelesaikan masalah akut tersebut.

Metodologi untuk menilai keadaan hutan menggunakan UAV

Tampaknya di sini rumit? Dapatkan gambar UAV dari hutan dan semua hal. Tapi ini hanya kesederhanaan yang tampak. Kondisi optimal untuk penginderaan jauh dari tegakan hutan menggunakan UAV ditentukan oleh berbagai tugas dan, oleh karena itu, jenis perangkat, karakteristik teknisnya, dan rekomendasi dari produsen UAV. Namun, tidak semua drone cocok untuk tugas semacam ini. Untuk memilih waktu untuk foto udara, jarak pandang yang baik dengan batas awan minimum minimum sekitar 300 meter di bawah pencahayaan yang seragam adalah sangat penting.


Sudut mendung atau rendah matahari pagi atau sore hari tidak dianjurkan, karena mahkota pohon yang rusak dapat dibedakan secara buruk dalam bayangan. Waktu paling optimal untuk foto udara menggunakan UAV biasanya bertepatan dengan periode survei tanah dari fokus hama batang mulai pertengahan April hingga awal Oktober.

Pemilihan jenis UAV

Untuk pemeriksaan operasional area kecil dari hutan yang terkena dampak, UAV semi-industri digunakan, karakteristik yang memungkinkan memperoleh gambar tidak lebih buruk dari 4000 × 3000 piksel. Area cakupan area ketika UAV naik 300 m di atas tanah adalah 0,2 km², dan pada ketinggian 500 m adalah 0,5 km². Fungsi retensi UAV pada lokasi dan ketinggian tertentu memungkinkan Anda untuk bekerja sebagai "menara observasi" dengan radius tampilan hingga 3-4 km. Hal ini memungkinkan tidak hanya untuk menilai keadaan hutan, tetapi juga untuk memperbaiki kemungkinan fokus kebakaran.


Quadrocopter memungkinkan Anda untuk melakukan inspeksi operasional dana hutan dalam mode pemotretan dan video. Pohon-pohon yang dirusak oleh poligraf Ussuri diidentifikasi dalam gambar dengan perubahan warna mahkota dibandingkan dengan pohon-pohon utuh, yang memungkinkan untuk dengan mudah membedakan pohon yang hidup dan mati dan untuk memperkirakan kondisi sanitasi dan tingkat degradasi berdasarkan bagian mereka di tegakan hutan. Tahap awal kerusakan pohon menyebabkan sedikit perubahan pada struktur dan warna pohon cemara, yang dapat dilihat pada foto ini.


Namun, setelah beberapa minggu menjadi jelas bahwa lesi menjadi ireversibel. Pohon itu mati dan mengering, menjadi sumber bahaya kebakaran yang meningkat.


Ini adalah batang pohon yang terkena poligraf. Ini memiliki sejumlah besar lubang yang sedikit kumbang menembus, menembus di bawah kulit. Pada saat yang sama, pohon tersebut memiliki mekanisme perlindungan terhadap hama (melepaskan banyak damar), tetapi hal ini melemahkan pohon tersebut hingga mati dalam beberapa minggu.


Pada gambar UAV, hutan yang terpengaruh tampak berwarna-warni. Pada saat yang sama, pohon-pohon hijau belum terkena hama berbahaya, dan yang berwarna berada pada tahap kekalahan ekstrem. Hamparan hutan ini hancur. Lesi hama sangat luas sehingga dalam setahun hanya kayu mati dan kayu mati akan ada di situs ini, atau wilayah ini akan ditutup oleh kebakaran hutan.


Untuk memantau area hutan yang luas, UAV tipe sayap lebih cocok. Khususnya, untuk memeriksa dudukan yang rusak oleh poligraf Ussuri, perangkat yang dilengkapi dengan kamera digital SONY A6000 (24 megapiksel; panjang fokus lensa f = 20 mm; tipe sensor: CMOS; ukuran matriks: 23,5 × 15,6 mm; resolusi diuji 6000 × 4000 piksel).

Pemrosesan dan interpretasi gambar UAV

Tugas paling penting bagi para spesialis adalah mengevaluasi hasil pemantauan hutan menggunakan gambar dari UAV. Mengingat wilayah yang sangat luas dan jumlah data yang besar, akan sangat menjanjikan dalam pendapat kami untuk membuat jaringan saraf untuk menganalisis informasi yang diterima, karena pohon-pohon yang terkena dampak pada gambar menunjukkan tanda-tanda decoding yang jelas dan cukup jelas dan berulang (warna mahkota berubah). Beginilah tampilan mahkota pohon dalam hal kerusakan hama, yang secara kondisional dapat dianggap sebagai "contoh". Di sini, fragmen mahkota dalam bentuk gambar dengan resolusi tertentu beberapa puluh piksel dipilih dari gambar hutan. Gambar "teladan" yang serupa (beberapa ribu untuk memulai) dapat menjadi basis data untuk jaringan uji saraf. Tentu saja, gambar harus dinormalisasi dan disiapkan untuk analisis, dan ini, tentu saja, juga memiliki kekhasan tersendiri.


I - pohon yang sehat; II - pohon yang lemah; III - sangat lemah
sebatang pohon; IV - pohon sekarat; V - kayu mati segar; VI - kayu mati tua

Setelah melatih dan melatih jaringan untuk menganalisis gambar-gambar seperti itu, Anda bisa mendapatkan alat yang kuat untuk menilai keadaan hutan dan pada saat yang sama secara signifikan mengurangi faktor manusia dalam mengambil keputusan untuk menilai tingkat kerusakan tegakan hutan. Namun, ini adalah tugas terpisah yang membutuhkan solusi tambahan. Di masa depan. Mungkin seseorang dari pembaca Habr yang terkasih akan memberi tahu (dalam komentar atau secara pribadi) bagaimana menyelesaikan masalah ini dengan cara yang paling optimal dan menarik. Atau akankah seseorang membagikan pengalaman mereka ke arah ini atau menunjukkan solusi yang sudah jadi?

Perangkap

Yah, bukan tanpa mereka. Penggunaan UAV umumnya sarat dengan kendala besar dan berbagai batasan. Di satu sisi, teknologi luar biasa, tetapi memiliki sejumlah masalah. Administratif terkait dengan pendaftaran UAV, pembukaan wilayah udara, kekejaman pihak berwenang di satu sisi, dan masalah teknis di sisi lain. UAV masih merupakan teknologi yang “mentah”, jadi kehilangan pesawat tanpa awak di hutan Siberia karena kegagalan telemetri atau masalah teknis sangat sederhana. Di hutan, penyebaran gelombang radio memperumit tajuk hutan yang lebat, lanskap kompleks wilayah tersebut. Tidak selalu mungkin untuk menyediakan semua persyaratan firmware di UAV dan, pertama-tama, karena koneksi Internet yang buruk. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman, UAV modern selalu ingin mendapatkan sesuatu dari Internet (atau mentransfer sesuatu di sana) dan kadang-kadang mereka tidak ingin terbang tanpa adanya jaringan. Tetapi, kemungkinan besar, ini disebabkan oleh fakta bahwa, pada umumnya, UAV non-profesional digunakan, meskipun mereka mungkin memiliki masalah yang sama.

Teknologi Pemantauan Hutan Cemara

Metodologi untuk menilai keadaan hutan cemara di tempat-tempat kerusakan oleh hama berbahaya dirangkum dalam manual metodologi khusus, yang dapat diunduh secara bebas untuk ditinjau oleh spesialis spesialis (ISBN 978-5-9907381-1-9). Manual ini adalah hasil karya tim peneliti besar di Institut Pemantauan Iklim dan Sistem Ekologis Cabang Siberia, Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia. Manual ini akan sangat berguna untuk spesialis kehutanan, serta spesialis yang melakukan analisis keadaan sumber daya hutan, ekologi, ilmuwan, rimbawan.


PS Saat menyiapkan posting ini, saya tidak sengaja tersandung ke siaran langsung yang menarik di Vesti24 tentang masalah kehutanan di malam hari . Inilah tautannya . Saya mengetahui dari siaran itu bahwa di Uni Soviet, lebih banyak uang dijual dari penjualan kayu daripada dari penjualan minyak, bahwa industri hutan sekarang bukan hanya masalah, tetapi secara umum ... Saya terkejut dengan siaran ini dan kerasnya pembicaraan para pakar yang diundang. Meskipun menilai sendiri! Udara, bagaimanapun, hampir 50 menit, pertimbangkan momen ini. Dalam siaran ini, khususnya, para ahli menyentuh pada masalah yang saya tulis di posting ini.