Проекты

Краткое описание

На данный момент оценка деревьев в городских массивах производится неэффективно, эта проблема была представлена Правительством Москвы на конкурсе Экотон. Из-за проблем с оценкой деревьев невозможно следить за их состоянием, предотвращать угрозы зеленым насаждениям или бороться с последствиями, что выливается в недостаточно качественную зеленую инфраструктуру городов.

Данный проект заключается в создании портативного устройства, позволяющего производить оценку здоровья деревьев на основании тепловых снимков. Не все болезни деревьев видны в видимом спектре, тогда как тепловое сканирование показывает значительно отличающуюся температуру в проблемных участках дерева. При оценке ствола тепловым сканированием, специалисту не нужно брать пробы дерева, тем самым повреждая его и рискуя занести в него патогены.
Данное устройство позволит оценивать не только стволы деревьев, но и кроны, рассчитывать такие показатели, как полезную площадь листвы, вегетационный индекс, индекс водного стресса и другие. Листва и пустые места в тепловом спектре контрастируют значительно сильнее, чем в видимом, что позволит более успешно сегментировать ее и, вдобавок, рассчитывать индексы с помощью найденной температуры.

В зависимости от требований к устройству от заинтересованных лиц, оно может быть реализовано в разных версиях.
Например, для Рослесозащиты нужно компактное устройство, которое было бы несложно носить с собой человеку. Его можно будет навести на ствол, нажать кнопку сканирования и получить результат на экране, добавить его в базу данных. Таким же образом можно сканировать крону, получая в результате ее показатели и формируя запись о дереве.
Для городских департаментов природопользования может быть полезен функционал, позволяющий регистрировать координаты каждого дерева, чтобы добавлять его в систему как отдельный объект, за которым можно следить. Вероятно, им также будет полезно реализовать функционал сканирования в прямом эфире, чтобы закрепить устройство на машину и сканировать деревья автоматически на ходу.
Данная технология не имеет широкого распространения, потому что исследования на эту тему появились сравнительно недавно. Пара научных работ описывает разработку программно-аппаратного комплекса по сканированию крон деревьев, но они не выведены на рынок, никак не затрагивают тему здоровья стволов деревьев и имеют более ограниченный функционал, чем предлагаемое устройство. На счет оценки стволов существуют работы, которые описывают методы детекции внутренних проблем дерева, невидимых при визуальном осмотре, с помощью тепловизора. Существует перспектива развития данных исследований, заключающаяся в совмещении подходов, использовании алгоритмов искусственного интеллекта для автоматического анализа изображений.
Предполагается, что данный программно-аппаратный комплекс будет работать на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi 5 (или подобного) и использовать тепловизор компании InfiRay. Это среднебюджетные тепловизоры, которые могут подключаться к устройствам на базе Android/Linux и имеют собственный пакет SDK для самостоятельной разработки программного обеспечения с использованием данных камер. Также предполагается использование RGB-камеры, GNSS модуля и гироскопа для фиксации координат съемки. Необходимо произвести закупку оборудования, требуемого для разработки, помимо непосредственных элементов системы, например, 3D-принтера, используемого для печати корпусных элементов и креплений.

Программно-аппаратный комплекс предполагает обладание данными качественными характеристиками:
автоматизированный процесс анализа,
высокая мобильность,
инновационный подход,
широкая применимость

Как было озвучено, точный функционал предстоит определить вместе с заинтересованными лицами. На данный момент можно с уверенностью сказать что мне, как разработчику, потребуется осуществить сбор данных для разработки, поучаствовать в ряде мероприятий по оценке деревьев, проводимых профильными учреждениями. После сбора данных можно будет приступить к обучению моделей искусственного интеллекта и разработке алгоритмов определения параметров дерева и его состояния. После разработки MVP следует адаптировать алгоритмы под работу в движении для создания мобильной версии устройства, закрепляемой на авто.

Результат будет считаться достигнутым при получении функционального устройства, которое готовы будут покупать профильные организации.

В поле презентация отправляю презентацию о тепловом сканировании деревьев, как о методе; описание проекта с изображениями; статью, написанную мной о методе теплового сканирования и аналогах.

В поле о партнерах указаны только те организации, с кем сейчас установлен контакт. В процессе установление контактов с: министерствами лесного хозяйства Москвы и Татарстана, дирекциями парков этих же регионов, экологическими подразделениями операторов связи (Мегафон, МТС), НП "5 июня" (объединение экологов).