Новий метод автоматизації заліснення за допомогою БПЛА і технології висаджування саджанців із повітря, розробленої на основі змодельованої за ЛІДАР сканування оптимізованої моделі поверхні Землі.
DOI:
https://doi.org/10.34121/1028-9763-2021-3-126-132Ключові слова:
deforestation, forestation, afforestation, reforestation, UAV, LIDAR, знеліснення, заліснення, лісонасадження, лісовідновлення, БПЛА, ЛІДАРАнотація
Знеліснення – одна з найбільших екологічних проблем сучасності. За період 1993–2020 рр. людство втратило 154 мільйони гектарів лісів, що призвело до таких негативних наслідків, як збільшення виділення парникових газів, порушення водних циклів, пришвидшення ерозії ґрунтів, порушення природних ареалів перебування тощо. Вчені погоджуються, що єдиним способом боротьби із знелісненням в його теперішніх масштабах є штучне насадження лісів – заліснення. Класичними методами заліснення є ручне та автоматизоване, наприклад, за допомогою використання комбайнів, що, попри відносну простоту імплементації, мають ряд недоліків, які заважають використовувати їх для ефективного вирішення проблеми, зокрема, низьку здатність до масштабування. Використання БПЛА – новий перспективний підхід до автоматизації заліснення, який було розроблено протягом останніх десятиліть. У даній статті розглядаються його основні практичні імплементації у порівнянні до класичних методів заліснення задля пропозиції нового, більш ефективного методу на основі їх синтезу. У процесі аналізу наявного досвіду імплементації заліснення за допомогою БПЛА декомпонується на три основні етапи: сканування поверхні, обробку даних та висаджування дерев. Дослідження показало, що на додачу до використання методів та алгоритмів моделювання й оптимізації на перших двох етапах підвищення ефективності висаджування шляхом використання підготовлених саджанців аналогічно до класичних методів, може забезпечити значно вищу ефективність. У даній роботі пропонується здійснювати автоматичне висаджування з повітря у точки, знайдені на основі побудови й оптимізації моделі розташування саджанців на поверхні Землі, змодельованої за допомогою ЛІДАР сканування. Стаття описує основні етапи нового методу заліснення та закладає теоретичну й практичну основи для продовження дослідження і практичної реалізації.Посилання
1. The Food and Agriculture Organization Corporate Statistical Database. URL: http://www.fao.org/faostat/en/#data/GF.
2. WorldWildLife.Org, Deforestation and Forest Degradation. 2019. URL: https://www.worldwildlife.org/threats/deforestation-and-forest-degradation.
3. Popkin G. Plant trees or let forests regrow? New studies probe two ways to fight climate change. The Science magazine. 2020. URL: https://www.sciencemag.org/news/2020/09/plant-trees-or-let-forests-regrow-new-studies-probe-two-ways-fight-climate-change.
4. Leighton J., Fagan M.E., Zahawi R.A. Positive site selection bias in meta-analyses comparing natural regeneration to active forest restoration. The Science Advances magazine. 2018. URL: https://advances.sciencemag.org/content/4/5/eaas9143.full.
5. Sivaramanan S. Deforestation causes, impacts and restoration strategies. 2014. URL: https://www.researchgate.net/publication/268924589_Deforestation_causes_impacts_and_restoration_strategies.
6. Tejaswi G. Manual on deforestation, degradation, and fragmentation using remote sensing and GIS. FAO Forestry Department. 2007. URL: http://www.fao.org/forestry/18222-045c26b711a976bb9d0d17386ee8f0e37.pdf.
7. Tree planting. Forest Research. 2002. URL: https://www.forestresearch.gov.uk/documents/1962/ODW1002.pdf.
8. Nilsson U., Luoranen J., Kolström T. Reforestation with planting in northern Europe. 2010. URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/02827581.2010.498384
9. Carter J., Schmid K., Waters K. An Introduction to Lidar Technology, Data and Applications. NOAA Coastal Services Center. 2012. URL: https://coast.noaa.gov/data/digitalcoast/pdf/lidar-101.pdf.
10. Sylvester G. E-Agriculture in action: Drones for agriculture. Food and Agriculture Organization of the United Nations and International Telecommunication Union. 2018. http://www.fao.org/3/I8494EN/i8494en.pdf.
11. DroneSeed.Com, Drone reforestation. 2019. URL: https://droneseed.com.
12. FlashForest.Ca, Automate Reforestation. 2020. URL: https://flashforest.ca.
13. Dendra Io, Creating Scalable Restoration and Rehabilitation of Our Lands. 2020. URL: https://www.dendra.io.
14. Wingtra.Com, Drone photogrammetry vs. LIDAR: what sensor to choose for a given application. 2021. URL: https://wingtra.com/drone-photogrammetry-vs-lidar.
15. Parmehr E.G., Fraser C.S., Zhang C. Automatic co-registration of satellite imagery and lidar data using local mutual information. 2013. URL: https://www.researchgate.net/publication/259356397_Automatic_coregistration_of_satellite_imagery_and_LiDAR_data_using_local_Mutual_Information
16. Wight A. This Start-Up Wants To Make Reforestation More High-Tech. Forbes. 2019. URL: https://www.forbes.com/sites/andrewwight/2019/11/11/this-start-up-wants-to-make-reforestation-more-high-tech/?sh=fcd66e43b152.
17. The Guardian.Com, Aerial bombardment to reforest the earth. 1999. URL: https://www.theguardian.com/uk/1999/sep/02/paulbrown.
18. Stewart J. Reforestation with Aerial Darts – Let's Talk About [X]. Video. 2016. URL: https://www.youtube.com/watch?v=cBslqoJ2gvs.
66
10Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Математичні машини і системи
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
