Регистрация / Вход
Прислать материал

Тайга 5 D – технология мало затратной высокоточной инвентаризации лесов на основе мульти угловой гиперспектральной съемки с беспилотных летательных аппаратов

Номер контракта: 14.586.21.0020

Руководитель: Лопатин Евгений Валерьевич

Должность: ведущий научный сотрудник

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
лесные ресурсы, беспилотные летательные аппараты, гиперспектральные данные, долгосрочное прогнозирование, лесная промышленность

Цель проекта:
По состоянию на 1 января 2014 г. на 78% территории лесного фонда Российской Федерации срок давности лесоустройства составляет больше 10 лет (Государственный лесной реестр…, 2014). Это означает, что только по одной пятой части лесов у Российской Федерации есть более или менее актуальная информация, позволяющая определить, как эти леса можно использовать, где и какое в них необходимо вести лесное хозяйство. На 78% площади своих лесов государство управляет вслепую, на основе старых воспоминаний и документах, о том какие это были леса в отдаленном прошлом. Причина отсутствия данных - высокая стоимость и длительность процесса получения информации о лесах. Отсутствие достоверной информации сдерживает развитие лесной промышленности и снижает эффективность работы существующих предприятий. Цель проекта - разработать новую экономически эффективную технологию получения высокоточной информации о лесных ресурсах и использования этой информации для повышения эффективности ведения лесного бизнеса. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Провести сравнительный анализ затрат, скорости и точности существующих методов и технологий инвентаризации лесных ресурсов 2. Провести мульти-угловую гиперспектральную съемку с беспилотных летательных аппаратов лесных участков в разные сезоны года, на разных высотах, при разных конфигурациях полета 3. Изучить возможности снижения затрат и увеличения точности инвентаризации лесных ресурсов за счет комбинации данных с беспилотных летательных аппаратов с временными сериями данных дистанционного зондирования среднего пространственного разрешения 4. Разработать методику высокоточной мало затратной инвентаризации лесов по материалам съемки с беспилотных летательных аппаратов 5. Провести анализ бизнес-процессов планирования заготовки древесины и ведения лесного хозяйства типичного лесопромышленного предприятия 6. Определить возможности сокращения затрат на получение древесины типичным лесопромышленным предприятием за счет использования высокоточной информации о лесных ресурсах 7. Разработать экономико-математическую модель лесопромышленного предприятия, позволяющую учитывать прогнозы глобального лесного сектора, региональную экономическую доступность лесных ресурсов, состояние и потенциал существующих лесных участков предприятия

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе реализации проекта российским Сыктывкарским государственным университетом будут получены:
1. Технология высокоточной мало затратной инвентаризации лесов Российской Федерации по материалам съемки с беспилотных летательных аппаратов
2. Технология мало затратной инвентаризации лесов Российской Федерации на региональном уровне на основе комбинации материалов съемки с беспилотных летательных аппаратов и временных серий космических снимков среднего пространственного разрешения
3. Программный комплекс для моделирования и оптимизации бизнес-процессов заготовки древесины и ведения лесного хозяйства типичного Российского лесопромышленного предприятия, учитывающий прогнозы глобального лесного сектора, региональную экономическую доступность лесных ресурсов, состояние и потенциал существующих лесных ресурсов

В ходе реализации проекта Институтом природных ресурсов Финляндии будут получены:
1. Технология высокоточной мало затратной инвентаризации лесов Финляндии по материалам съемки с беспилотных летательных аппаратов
2. Технология мало затратной инвентаризации лесов Финляндии на региональном уровне на основе комбинации материалов съемки с беспилотных летательных аппаратов и временных серий космических снимков среднего пространственного разрешения
3. Программный комплекс для моделирования и оптимизации бизнес-процессов заготовки древесины и ведения лесного хозяйства типичного финского лесопромышленного предприятия, учитывающий прогнозы глобального лесного сектора, региональную экономическую доступность
лесных ресурсов, состояние и потенциал существующих лесных ресурсов

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В результате реализации проекта ожидается двухсторонняя разработка принципиально новой технологии, позволяющей увеличить эффективность работы лесного бизнеса за счет получения высокоточной информации о лесах на локальном уровне и последующего использования этой информации в контексте региональных и глобальных прогнозов. Разработанная технология
инвентаризации и модель предприятия, позволит увеличить экономическую эффективность работы лесопромышленных предприятий.

Научная новизна проекта основана на комбинации современных технологий инвентаризации лесов и планирования использования лесов на основе бизнес-анализа существующих бизнес-процессов и долгосрочного прогнозирования в едином программно-аппаратном комплексе. В ходе реализации проекта планируется создать единую технологическую цепочку обработки данных, состоящую из следующих этапов:
1. Сьемка беспилотным летательным аппаратом участка леса
2. Подеревная таксация по данным гиперспектральной мультиугловой съемки
3. Инвентаризация лесных ресурсов района на основе комбинации данных съемки и временных серий космических снимков среднего разрешения доступных по сети интернет
4. Анализ и оптимизация бизнес-процессов потребителей древесных ресурсов на локальном и региональном уровнях
5. Долгосрочный прогноз развития предприятия, региона, Российского лесного сектора

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Ожидается, что новые технологии смогут снизить стоимость инвентаризации лесных ресурсов с 500 руб./га до 10 руб./га. Время инвентаризации лесных ресурсов лесничества сократится с 1 года до 1 недели. Ошибка определения запаса насаждений сократится с 20% до 5%. Технологии анализа и оптимизация бизнес-процессов потребителей древесных ресурсов на локальном и региональном уровнях, долгосрочного прогнозирования лесного сектора на разных уровнях с учетом особенностей Российской Федерации отсутствуют в России и будут созданы на основе достижений отечественной и зарубежной лесной науки. Программные продукты по анализу и оптимизация бизнес-процессов потребителей древесных ресурсов позволят сократить затраты на древесину на 5-20% на уровне предприятия, что приведет к повышению эффективности работы компаний и сохранению природных ресурсов.

В Российской Федерации результаты работ в настоящее время востребованы крупнейшими компаниями, арендаторами лесного фонда, и государственными органами власти. Разработанная технология малозатратной инвентаризации на региональном и районном уровне сможет быть применена на территории лесного фонда Российской Федерации. Потребителями услуг по инвентаризации являются не только лесопромышленные компании и органы власти, но и организации занимающиеся вопросами охоты, туризма, мониторингом и прогнозированием чрезвычайных ситуаций, охраной окружающей среды и др. Технология обладает так же большим потенциалом для инвентаризации лесных ресурсов за пределами Российской Федерации.

Текущие результаты проекта:
1. Подготовлен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках исследований, в том числе обзор научных информационных источников.
2. Подготовлен отчет о патентных исследованиях.
3. Подготовлено описание оптимизированного метода сбора информации, используемой для инвентаризации лесов с использованием беспилотных летательных аппаратов.
4. Создается экспериментальный прототип для мульти угловой гиперспектральной сьемки на базе беспилотного летательного аппарата.
5. Проведены экспериментальные съемки участков леса в Финляндии.