由於生態環境的日益惡化,森林資源的現狀不容樂觀。傳統的林業資源調研與保護手段較為落後,效率較低,在碳中和這一目標下,人工智能正在林業領域發揮越來越重要的作用,持續提升林業管理的智能化水平。據機器之能介紹,近年來,通過使用先進技術對森林進行連續監測,可以獲得準確而可靠的林業數據,並推進相關的研究和措施制定,其流失速度少有減緩,這為智能林業的發展提供了重要機會。在林業領域,常見的人工智能技術有:大數據技術:從林業管理活動開始,大數據技術就應用於林業中。利用柵格數據模型和矢量數據模型收集數據,進而通過GIS系統進行數據檢測和數據預測。深度學習:深度學習可用於從LiDAR數據中提取樹種並對其進行分類。存儲技術系統通過HDFS存儲異構數據。在處理部分中,它使用MapReduce編程範例來實現K-means算法。並且深度學習算法模型可刻畫出傳統模式識別難以挖掘的煙火結構化特徵,更大限度的提高煙火識別效率,降低誤報,同時可適應更多的林區環境,是人工智能在森林防火的一個應用方向。神經網絡技術:神經網絡技術包括卷積神經網絡和人工神經網絡。為植物物種鑑定和葉片病害識別提供了有效的預處理和降噪方法,極大程度提高了自動分割和識別的準確率,從而實現大規模、低成本、自動化的病蟲害識別及蟲情監測。
人工智能技術在林業的應用分布
隨着人工智能技術發展,其在林業領域的應用也將更加廣泛和深入:
5G應用:隨着5G技術的發展和物聯網技術的廣泛應用,林業大數據技術將得到進一步發展和更廣泛的應用。
流量計算應用:流量計算的相關技術可以應用於暴雨等林業數據的處理,從而可以實時、自動地進行數據計算。
林業數據可視化:在林業數據可視化過程中,可以引入VR技術來提高系統的交互能力和用戶體驗。
多學科集合應用:提升在應用中的自主性與智能性研究。將人工神經網絡系統與模糊理論、灰色系統、遺傳算法等方法結合,形成智能化的計算機制,能夠從結構與基理上提升神經網絡模型的自主性與智能性。
作為全球領先的激光雷達製造商,北科天繪始終以客戶需求為自身的發展方向,堅持自主研發,不斷創新,打造更多更好的激光雷達產品,助力產業邊際的融合與重構,讓激光雷達在更多的領域得到認可,讓更多的人感受到激光造物的精準之美。北科天繪發布的旗下首款手持三維激光雷達掃描儀——「星探」,是一台旨在解決「激光掃描最後一公里問題」的測繪測量神器。
優異的測量性能、小巧輕盈的身形和極佳的使用體驗,使星探能夠深入大量其他產品無法順利進場開展作業的地點。
單人即可操作的特性,讓星探在基建領域亦頗受歡迎。即便作業環境地面高低起伏,星探也能保證測量作業的數據質量。在林業調查場景中,「星探」可以高度準確地還原樹林的底部結構、精確測量樹木的胸徑,而且在植被茂密的區域,「星探」也能高效地獲取地面點數據。
在便攜易操作的基礎上,星探內部集成了傾斜補償技術、9自由度慣性導航系統等豐富的支持功能,整體全面無短板的產品表現,使星探在理論上幾乎能夠覆蓋所有的測繪需求。
近日,天儀研究院與上海覓熵科技共同發布全球森林觀測系統。該系統基於天儀研究院SAR衛星高分辨率、寬覆蓋、持續監測、快速遙感信息處理能力,結合覓熵科技AirSpace平台的多源遙感觀測能力及高效遙感AI算法,將實現以周為單位的森林退林區域監測更新,為全球森林保護與碳中和工作者提供快捷、準確、易用的觀測手段。
全球森林資源變化的觀測,對生態保護及碳中和工作具有重要的意義。
作為公認的碳中和重要實現路徑,在碳匯交易實施過程中,對森林碳儲量的評估及其動態變化具有重要指導意義。碳儲量的評估,依賴於全球森林面積及其生長情況的調查。
傳統意義的森林資源調查由各國林業主管部門主導開展,為制訂和調整林業政策、編制林業計劃和鑑定森林經營效果服務,以保證森林資源在國民經濟建設中得到充分利用,通常利用人工或者基於類似「一張圖」方式以年為周期單位開展。
而碳匯作為一種交易商品,其定價及波動大體上服從供需關係及市場規律,從交易角度需要更實時的觀測評估手段支撐供需雙方的決策。
目前,大多數的森林資源監測依賴光學載荷設備,從30m到小於1m分辨率的光學影像均被使用進行森林資源變化的解譯和調查,但由於光學影像涉及較為嚴重的雲層遮擋和多源多時相問題,導致即使在人工智能算法非常完善的當下,也無法產生能夠商業化的全自動森林變化監測算法和系統。
SAR遙感衛星是當前唯一能在黑夜以及雲霧條件下對地球表面進行觀測的遙感衛星,其穿越雲霧和不分晝夜工作的能力,決定了其在各行業應用的重要地位。在林業方面,SAR衛星數據在大範圍森林覆蓋變化監測中有巨大應用價值。
SAR遙感技術可以解決上述可見光常見的問題,固定周期的軌道重訪數據、主動遙感減少時相依賴,結合目前最新的人工智能技術,可以更高效、準確的為森林資源保駕護航。
利用SAR衛星數據不僅可以監測森林面積,而且可以獲取垂向信息,進而反演森林高度、森林蓄積量等指標,為有效地管理和保護森林、評估森林碳儲變化提供科學依據。
隨着行業應用對於時效性和連續性的要求越來越高,光學衛星無法確保在黑夜或陰雨霧霾天氣提供圖像的弊端成為行業發展的阻力,SAR衛星的應用價值逐漸凸顯。
近年來,全球有大量緊急事件都在調用SAR衛星數據進行分析。截至目前,天儀研究院海絲一號SAR遙感衛星已在軌穩定服務超12個月,執行成像任務3407次,獲得條帶圖像9216幅、聚束圖像1934幅、掃描圖像390幅,並斬獲業內多項重量級獎項。
未來,天儀研究院將圍繞「發現、感知、洞察」,持續構建全天候的綜合遙感觀測及分析能力,推動SAR遙感應用商業化發展。
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