Розплiдник iз 50 000 деревами витрачав три днi на їх пiдрахунок. Команди ходили рядами з планшетами, губили рахунок у пiсляобiднiй спецi i починали заново. Тепер достатньо одного польоту дрона та моделi ШI, що картує кожне дерево зверху.
Пiдрахунок дерев i рослин - одне з найбiльш трудомiстких завдань у розплiдниках, садах та проєктах лiсовiдновлення. Страховi компанiї вимагають точних цифр. Покупцям потрiбно пiдтвердити кiлькiсть у поставцi. Управлiнцям потрiбно знати, що пережило зиму. Ручний пiдрахунок у таких масштабах повiльний, непослiдовний i дорогий. Повiтряний пiдрахунок на базi ШI пропонує швидший шлях до тих самих вiдповiдей.
Чому точний пiдрахунок дерев важливий
Пiдрахунок дерев - це не просто управлiння запасами. Вiн визначає реальнi фiнансовi рiшення.
Розплiдники продають дерева за точною кiлькiстю. Замовлення на 10 000 саджанцiв має бути виконане точно, i розплiдник повинен знати, чи має вiн 10 000 чи 9 400, перш нiж давати обiцянки. Страховi претензiї пiсля бур або хвороб потребують задокументованого пiдрахунку для пiдтвердження збиткiв. Управлiнцi садiв оцiнюють врожайнiсть за кiлькiстю дерев, i помилка у 5% при пiдрахунку прямо перетворюється на помилку у 5% при плануваннi врожаю.
Для проєктiв лiсовiдновлення пiдрахунок висаджених дерев пiдтверджує вiдповiднiсть екологiчним нормам та зобов'язанням щодо вуглецевих кредитiв. Цi пiдрахунки часто мають охоплювати сотнi гектарiв нерiвної мiсцевостi, де обхiд кожного ряду непрактичний.
Як працює повiтряний пiдрахунок з ШI
Процес складається з трьох крокiв: полiт, зйомка та пiдрахунок.
Дрон з RGB-камерою летить за сiтковим маршрутом над цiльовою територiєю на висотi вiд 30 до 80 метрiв, залежно вiд розмiру та щiльностi дерев. Полiт знiмає зображення, що перекриваються, покриваючи кожну дiлянку поля. Для розплiдника площею 10 гектарiв полiт займає вiд 15 до 30 хвилин.
Зображення завантажуються в модель ШI, навчену на повiтряному виявленнi дерев. Модель сканує кожне зображення, визначає окремi крони або стовбури та позначає їх точками виявлення. Зображення, що перекриваються, зшиваються так, щоб кожне дерево рахувалося лише один раз, без дублювання мiж кадрами.
Результат - загальна кiлькiсть плюс геореференцiйована карта, що показує точне мiсцеположення кожного виявленого дерева. Управлiнцi розплiдника можуть масштабувати, перевiряти виявлення та знаходити прогалини, де дерева вiдсутнi або загинули.
Еталоннi показники точностi
Точнiсть залежить вiд щiльностi крони, роздiльної здатностi зображення та вiдстанi мiж деревами. Цифри з останнiх дослiджень обнадiйливi.
93-95% точностi при щiльнiй кронi. Знижує ручнi витрати бiльш нiж на 70% i обробляє зображення майже в 5 разiв швидше за традицiйнi методи.
Система пiдрахунку UAS в реальному часi досягла показника F1 99,09%, правильно iдентифiкуючи дерева пiд час польоту з результатами, доступними через секунди пiсля зльоту.
95% точностi виявлення стовбурiв та середня точнiсть 0,977, з покращенням швидкостi на 515% порiвняно з ручними методами.
Закономiрнiсть стала: добре розташованi дерева в рiвномiрних рядах досягають точностi понад 95%. Щiльнi крони, що перекриваються, знижують точнiсть до трохи бiльше 90%, оскiльки модель важко роздiляє окремi крони, якi вiзуально зливаються при виглядi зверху.
Кращi практики для аерофотозйомки дерев
- Лiтайте на висотi 40-60 метрiв для найкращого балансу мiж покриттям i роздiльною здатнiстю
- Використовуйте перекриття зображень 70-80% для повного покриття та точного зшивання
- Лiтайте опiвднi або в хмарну погоду для мiнiмiзацiї тiней, що заважають виявленню крон
- Уникайте вiтряних днiв, коли гiлки розгойдуються i зображення розмиваються
- При щiльних кронах лiтайте нижче для пiдвищення роздiльної здатностi на дерево
- Знiмайте зображення на постiйнiй висотi для пiдтримання єдиного масштабу по всьому набору даних
За межами пiдрахунку: що ще виявляє повiтряний ШI
Пiдрахунок дерев зi знiмкiв з дронiв дає корисний побiчний продукт: карту прогалин. Вiдсутнi дерева, мертвi дерева та дiлянки зi слабким ростом з'являються як дiрки у патернi виявлення. Управлiнцi розплiдникiв використовують цi карти прогалин для планування пiдсадки, складання графiка коригування поливу та виявлення спалахiв шкiдникiв або хвороб до їх поширення.
Деякi системи поєднують пiдрахунок з класифiкацiєю стану здоров'я, використовуючи мультиспектральну зйомку для позначення дерев з ознаками стресу. Один полiт дрона може забезпечити iнвентарний пiдрахунок, оцiнку здоров'я та аналiз прогалин - три завдання, якi потребували б окремих ручних зусиль на землi.
Обмеження, якi варто знати
- Щiльнi крони, що перекриваються знижують точнiсть, оскiльки окремi дерева вiзуально зливаються при виглядi зверху. Листянi породи у повному листi складнiше роздiлити, нiж дерева з голими гiлками взимку.
- Дуже молодi саджанцi менше 30 сантиметрiв можуть бути занадто малими для надiйного виявлення зi стандартної висоти дрона. Нижчi польоти допомагають, але зменшують покриття.
- Змiшанi посадки, де перекриваються дерева рiзних розмiрiв, можуть збивати з пантелику моделi, навченi на рiвномiрних рядах.
- Нормативнi обмеження на польоти дронiв поблизу аеропортiв, мiських територiй або охоронюваного повiтряного простору можуть обмежувати зони польотiв.
Пiдсумок
Пiдрахунок дерев за допомогою ШI на базi дронiв перетворює багатоденну ручну роботу на один полiт. Точнiсть достатня для страхових претензiй, замовлень на продаж та нормативної вiдповiдностi i покращується з кожним новим поколiнням моделей.
Якщо ваше господарство пiдраховує дерева, обходячи ряди з планшетом, спробуйте запустити дрон над тiєю ж територiєю. Пiдрахунок з'явиться на екранi до того, як дрон приземлиться, а карта покаже вам те, що жодна прогулянка по землi нiколи не змогла б виявити.