Пустыню остановит искусственный интеллект
В России запустили информационно-аналитическую систему "Опустынивание и его мониторинг". Цифровая платформа поможет более эффективно управлять земельными ресурсами и восстанавливать пострадавшие земли.
Спасти землю
Опустынивание – одна из самых старых, важных и сложных экологических проблем, которую необходимо решать жителям Земли. В результате деградации снижается плодородие почвы, которая теряет влагу и растительный покров. Проблема затрагивает более 100 стран мира. По некоторым оценкам, в мире деградировало уже до 40% суши.
«В России деградации и опустыниванию подвержено около 120 млн га земель – это около 7% территории страны», – отметила Анастасия Федотова, управляющий директор-руководитель дирекции по ESG Сбербанка.
«К наиболее проблемным регионам в плане опустынивания Российской Федерации относят Республику Калмыкию, Ростовскую, Астраханскую и Волгоградскую области, а также Республику Дагестан. Сегодня процессы опустынивания представляют проблему и для других регионов, включая Республику Тыва и даже Красноярский край», – отметила доктор биологических наук, заместитель директора по научной работе Федерального научного центра агроэкологии РАН Анна Федотова.
Чтобы остановить опустынивание, необходима эффективная система мониторинга и анализа изменений. Чем раньше выявляются признаки деградации земли, тем эффективнее можно разработать и применить меры по их восстановлению.
Для изучения и эффективной борьбы с негативными процессами создан Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук (ФНЦ Агроэкологии РАН).
Одно из главных препятствий в исследовании процессов опустынивания - трудности сбора и систематизации данных. Например, регулярные полевые обследования участков, подверженных опустыниванию, проводятся на специальных полигонах, однако в этих данных присутствует множество субъективных факторов. Для создания эффективных методов необходимы более современные подходы к сбору и сопоставлению информации.
Мониторинг и анализ состояния земли
Чтобы иметь эффективный инструмент для наблюдения и анализа процессов опустынивания, в ФНЦ Агроэкологии РАН было принято решение создать и внедрить информационную платформу для мониторинга, геопространственного анализа и анализа космической съемки. Этой платформой и стала система «Опустынивание и его мониторинг».
Проект с 2022 года совместно разрабатывали АО «Терра Тех» (входит в холдинг «Российские космические системы» госкорпорации «Роскосмос») и ФНЦ Агротехнологии РАН. В 2026 году система официально запущена.
Она собирает данных космической съемки и полевых исследований, проводит автоматическое распознавание с использованием нейронных сетей архитектуры U-Net, обрабатывает космические снимки ИИ-алгоритмами «Терра Тех», которые отражают фактическое состояние территорий и объектов. Этот анализ наглядно показывает природные и антропогенные процессы, воздействующие на окружающую среду. Затем проводятся анализ и визуализация изменений состояния земель.
В процессе формирования карт опустынивания алгоритм сравнивает серии спутниковых снимков и проводит пространственное и временное сопоставление различных процессов, обнаруженных нейросетью. К результатам распознавания нейронными сетями добавляются аналитические данные, полученные на основе индексных изображений, а также материалы кадастра и полевые эталонные данные. В итоге платформа моделирует динамику изменения почв и территорий. Система позволяет собирать, объединять и сопоставлять информацию по обширным территориям за десятки лет. При этом трудозатраты на сбор, обработку и анализ данных резко сократились.
Возможностью доступ к системе "Опустынивание и его мониторинг" управляет ФНЦ Агроэкологии РАН.
Превентивная аналитика для всей планеты
Значимость новой платформы сложно переоценить. Она дает возможность проводить более качественный мониторинг и анализ засушливых регионов России, а значит, за счет превентивной аналитики предсказывать риски деградации плодородных земель. Это позволяет принимать меры для предотвращения опустынивания или вовремя начинать превентивные мероприятия по спасению земли в риск-зональных регионах.
Важный инструмент получили и представители научного сообщества - визуализация изменения ландшафтов и доступ к аналитическим инструментам ИИ дает возможность эффективно развивать почвоведение. Повышается и качество принятия управленческих решений в агроэкологии и землеустройстве, что важно для развития российского растениеводства.
Система «Опустынивание и его мониторинг» имеет огромный экспортный потенциал. С учетом мощности российской космической спутниковой группировки есть возможность для глубокой аналитики почв практически любых территорий планеты. Платформа имеет потенциал для использования в международных проектах по борьбе с опустыниванием, адаптации к изменению климата и устойчивому землепользованию, в том числе, в рамках программ ООН по борьбе с деградацией земель.
