Время виртуальных лесов

Ещё недавно цифровизацию в лесной отрасли воспринимали скорее как модную тенденцию, чем как эффективный инструмент развития экономики. Однако опыт компаний, которые пошли по этому пути, показывает, что IT-инструменты можно успешно применять как для оценки имеющихся лесных ресурсов и планирования их рационального использования, так и непосредственно при проведении рубок и вывозке древесины.

«Внедрение устойчивого интенсивного лесного хозяйства невозможно без достоверной, качественной и доступной всем информации о лесах. В России в последние годы можно наблюдать прогресс к этой сфере, однако по-прежнему большая часть данных остаётся закрытой или труднодоступной.

Цифровые технологии могут помочь не только повысить качество внутреннего планирования и контроля за лесопользованием на уровне предприятия или контролирующих органов, но и стать драйвером перехода к интенсивному устойчивому лесному хозяйству в стране в целом», — отметил руководитель Бореальной лесной платформы WWF России Александр Костенко в ходе выступления на вебинаре по проблемам внедрения цифровых технологий в российском лесном хозяйстве.

Недостоверные данные

Специалисты WWF России провели онлайн-семинар в июне при поддержке Института природных ресурсов Финляндии, который обладает богатым опытом в сфере дистанционной съёмки и таксации при помощи дронов. Представители института отметили, что в современном мире данные стремительно устаревают, и лесопользователи не могут ждать их обновления раз в 10 или 5 лет.

Здесь стоит оговориться, что финны в своих оценках весьма оптимистичны — в России давность лесоустроительной информации по некоторым участкам насчитывает десятки лет.

«Согласно лесоустроительным требованиям, таксация леса должна вестись каждое десятилетие, чтобы было понятно, что за лес, сколько его, какие породы деревьев, их высота, возраст и т. д. Данные, обновляющиеся с такой периодичностью, считаются актуальными. Счётная палата анализировала, как в России происходит таксация за последние пять лет.

Результаты печальные: актуальными, а стало быть, достоверными можно считать данные по 15,6% лесного фонда страны. По отдельным регионам, например Дальнего Востока, и того хуже — меньше 10%. А ведь ещё в 2014 году достоверными были 21,4% сведений о лесах», — подчеркнул аудитор Счётной палаты России Михаил Мень.

Результаты проверки СП передала в Минприроды вместе с рекомендациями, одна из которых — обеспечить функционирование единой информационной базы данных о лесах с возможностью автоматизированного сбора и обработки материалов лесоустройства, данных об объёмах и финансировании лесоустроительных работ.

Цифровая трансформация

В решении этой задачи IT-технологиям отведена решающая роль. Рослесинфорг уже заключил ряд соглашений с российскими разработчиками, чьи программные продукты должны помочь сформировать базу с актуальными данными по всем лесным богатствам страны.

Так, коммерческий оператор услуг дистанционного зондирования Земли и геосервисов «Терра Тех» разработал цифровую среду для представления основных параметров оценки лесных ресурсов.

Платформа виртуальной реальности ATLAS VR позволяет создавать цифровые копии объектов лесного хозяйства на основе пространственных данных, полученных с космических и беспилотных аппаратов.

Моделирование основано на комплексе технологий обработки космических снимков, классификации породного состава ведётся методами машинного обучения, а с помощью стереосъёмки можно получать данные о высоте древостоя и других таксационных данных.

Кроме того, «Терра Тех» участвует в разработке цифровой платформы «Лесвосток.РФ», которая должна обеспечить доступ к объективным данным и аналитике о ресурсах лесного фонда на Дальнем Востоке на веб-портале в режиме «одного окна».

«В интересах инвесторов в партнёрстве с Фондом развития Дальнего Востока мы создадим интерактивную онлайн-карту с актуальными данными о доступных лесных ресурсах с тем, чтобы инвестор имел исчерпывающую информацию о лесных активах, с которыми он намеревается работать.

По результатам аналитической обработки космических снимков мы ранжируем все территории по степени их инвестиционной привлекательности, вычисляя потенциальный экономический эффект, на который может рассчитывать лесоарендатор.

Расчёт ведётся на основании знаний о породном составе, высоте леса, а также учитывается доступность проведения порубочных мероприятий — удалённость от дорог и крутизна склона», — рассказывает генеральный директор АО «Терра Тех» Милана Элердова.

Опыт Финляндии

Пример того, как доступ к актуальным материалам о лесоустройстве может способствовать оптимизации деятельности лесозаготовителей, демонстрирует крупнейший финский лесопромышленный холдинг Metsä. Ещё в 2017 году на форуме TAdviser директор по IT Metsä Group Россия Иван Козлов заявил, что «пришло время виртуальных лесов».

В рамках секции «IT в промышленности» он рассказал об опыте компании, которая с 2014 года использует в своей работе мобильное приложение «Лесная сеть». Среди владельцев лесных участков кооператива Metsäliitto оно получило название «карманный лес», поскольку позволяет получать доступ к лесному плану в любой момент независимо от местоположения пользователя.

Приложение помогает лесозаготовителям оценивать необходимость проведения лесохозяйственных работ, прогнозировать расходы на уход за лесом и вырубку, а также доходы от продажи древесины. Сервис обладает функцией сохранения записей и фотографий с привязкой к конкретному участку леса.

Также приложение учитывает особенности работы в полевых условиях — его можно использовать в автономном режиме, а загрузку данных выполнять при наличии стабильного подключения к интернету.

В 2018 году холдинг Metsä запустил ещё один цифровой проект — по созданию электронного сервиса «Виртуальные леса». С помощью трёхмерной визуализации система моделирует реальное положение деревьев на участке и их размеры, основываясь на таксационных характеристиках, заложенных в открытой базе данных.

Благодаря этому собственники частных лесов получили возможность не только изучать данные о них в виде цифровых показателей, но и «прогуливаться» по своим угодьям, не выходя из дома, используя монитор или очки виртуальной реальности. Сервис помогает планировать хозяйственные мероприятия, оценивать доход от заготовки древесины и понимать, как будет выглядеть ландшафт после рубки.

«Я верю, что в будущем каждое дерево, растущее в Финляндии, будет смоделировано, и мы будем знать его местоположение, длину, диаметр, вид и другие характеристики. С помощью гарнитуры виртуальной реальности можно будет посещать любые леса и планировать лесохозяйственные операции», — убеждён старший вице-президент Metsä Group Юха Ямпанен.

А как у нас?

Пока соответствующие ведомства решают проблему актуализации данных о состоянии лесного фонда в государственном масштабе, российские лесозаготовители осуществляют мониторинг арендованных участков и анализ их состояния своими силами, чтобы иметь возможность строить бизнес эффективно.

Так, компания Segezha Group совместно с ООО «Аэромакс», партнёром по АФК «Система», разработала проект цифровизации лесообеспечения. Он был представлен в октябре 2019 года на конференции «Инвентаризация лесов и лесоустройство для целей лесоуправления и бизнеса» как эксклюзивное комплексное решение с применением беспилотных летальных аппаратов.

По замыслу разработчиков, его главная цель — не просто получить данные о состоянии лесных ресурсов, но и обеспечить их учёт и управление на всех этапах, от заготовки до перевозки на склад.

«Отсутствие единой геоинформационной системы, объединяющей процессы актуализации информации о состоянии комплекса лесных ресурсов, существенно понижает скорость и эффективность управления бизнесом, что в свою очередь создаёт риски для сырьевой безопасности», — подчеркнул в ходе презентации управляющий директор по реализации государственных программ развития и лесной политике Segezha Group, вице-президент Союза лесопромышленников и лесоэкспортёров России Николай Иванов.

Пилотный проект проходит тестирование на участке аренды Segezha Group в Республике Карелия, где особенно остро стоит вопрос интенсификации лесопользования. Он предусматривает использование беспилотных летательных аппаратов, которые будут проводить аэрофотосъёмку лесного фонда и дистанционное зондирование Земли.

Каждое дерево распознают с помощью фотометрической обработки изображений сверхточными нейронными сетями, созданными специалистами «Аэромакса». Полученная информация позволит построить цифровую модель поверхности, рельефа и ортофотоплана с учётом таксационных характеристик леса (возраст и высоту деревьев, их состояние, количество запаса древесины и т. д.).

«В нашей стране находится более 880 млн га лесных массивов, и оценка их состояния — крайне трудоёмкий процесс. С помощью технологических и системных решений, основанных на использовании нейросетей и искусственного интеллекта, мы сможем упростить эту процедуру. Разработки «Аэромакс» позволят нам достичь нового уровня управления бизнесом и ускорят процесс интеллектуализации в лесной отрасли», — отметил Николай Иванов.

Для справки:
В рамках лесопромышленной выставки Elmia Wood, которая ежегодно проходит в Швеции, в 2017 году для беспилотных летательных аппаратов впервые была организована особая секция под названием «Территория дронов».

По словам организаторов, близкое знакомство гостей выставки с возможностями беспилотных летательных аппаратов должно было помочь им осознать, что это не какое-то фантастическое явление, а реальная технология, готовая к работе в лесной индустрии.

Беспилотники на страже леса

Беспилотные технологии в последнее время набирают популярность в лесной отрасли. Для мониторинга пожаров и лесонарушений их применяют уже не один год, а теперь и заготовители древесины оценили возможности дронов и квадрокоптеров.

Недавно испытания «дрона-патрульного» провели в Усть-Покшеньгском обособленном подразделении холдинга «Титан». Это одно из крупнейших лесозаготовительных предприятий Архангельской области, его расчётная лесосека составляет 723 тыс. м³.

Специалисты протестировали возможности квадрокоптера DJI Mavic 2 Enterprise и выяснили, что с его помощью можно отслеживать темпы лесозаготовки и строительства лесовозных дорог, оценивать мастерство операторов и водителей, а также проводить разведку предполагаемых мест рубок — оперативно оценивать породный состав насаждений, наличие ветровалов и заболоченных участков.

Его использование в разы сокращает время на освидетельствование делянок, позволяет оценивать соответствие разработки лесосеки технологической карте, выявлять недорубы и биотопы, находить не стрелёванную и не вывезенную древесину на волоках и погрузочных площадках.

Полевые испытания прошли настолько успешно, что руководство ГК «Титан» приняло решение приобрести ещё один беспилотник для Карпогорского подразделения, где также большая расчётная лесосека — 670,7 тыс. м³.

Сканирование с воздуха

По мнению специалистов «АГМ Системы», для больших лесных массивов воздушное лазерное сканирование и цифровая аэрофотосъёмка — наиболее экономически эффективные решения. Мобильные устройства компании, установленные на квадро- или гексакоптеры, способны не только провести съёмку поверхности земли в мельчайших подробностях, но и точно подсчитать количество деревьев на исследуемой площади.

Мобильные лазерные сканеры «АГМ Системы» внесены в Единый государственный реестр средств измерений. До недавнего времени нормативная база при проведении лесоустроительных работ не предусматривала использование лидарной съёмки с целью таксации леса. Решение узаконить эту технологию было принято в 2019 году по итогам Национального лесного форума, на котором её возможности продемонстрировала команда Центра космических технологий и услуг.

Предложения по внесению изменений в лесоустроительную инструкцию специалисты центра разработали совместно с сотрудниками Группы «Илим» по результатам тестирования технологии воздушного сканирования на арендованных участках компании в Архангельской области.

Специалисты высоко оценили качество полученных данных, поэтому приняли решение продолжить апробацию в филиалах Группы «Илим» в Сибири. Это новый шаг на пути технологизации лесоустройства, которому компания уделяет большое внимание — на 90% арендованных участков давность таксационных материалов составляет менее 10 лет.

В полевых условиях

Заготовителям нужны достоверные данные не только о лесе, который предстоит заготовить, но и об уже срубленной древесине, в частности — её количестве. Измерение объёма лесоматериалов в полевых условиях всегда было ручным процессом, а точность данных очень приблизительной. Для решения этой проблемы эстонская компания Timbeter разработала мобильное приложение Timbeter App, способное проводить эти измерения просто, быстро и точно.

Пользователь с помощью своего смартфона фотографирует кучу брёвен на деляне или кузов грузовика, в котором их перевозят. Система распознаёт каждый ствол и вычисляет его диаметр, а затем рассчитывает общий объём древесины. Также приложение может установить геотег места, где была сделана фотография.

Такое фотооптическое измерение круглых лесоматериалов основано на алгоритмах искусственного интеллекта и технологии машинного обучения. Разработка Timbeter позволяет определять контур бревна под корой более чем по 2 000 точкам и с высокой точностью оценивать форму и размеры торцов. Алгоритм распознавания способен обрабатывать до 280 000 брёвен в час.

Все результаты хранятся в электронном формате, ими можно легко делиться и загружать в единую систему, доступ к которой получают сотрудники, ответственные за логистику, производство или продажи. На основе этих данных они могут оперативно планировать последующих этапы в цепочке поставок.

Для справки:
Рослесхоз совместно с Минприроды России разработал концепцию по внедрению цифровой платформы управления лесным хозяйством «Цифровой лес». Её ключевые цели — предоставление государственных и муниципальных услуг в области лесных отношений дистанционно в электронной форме для граждан, хозяйствующих субъектов, государственных и общественных организаций.

Кроме того, цифровая платформа позволит заинтересованным лицам получать оперативную и достоверную информацию о текущем состоянии лесных участков и другую необходимую информацию, которая сейчас формируется на бумажных носителях.

Модельную отработку решений платформы «Цифровой лес» проведут в шести лесничествах Хабаровского, Приморского и Забайкальского краёв, Республик Бурятия, Саха (Якутия) и в Амурской области. Завершить создание цифрового продукта планируется к 2023 году.

Кадры для «цифрового будущего»

Новые технологии всё активнее проникают в лесное хозяйство, но при всём многообразии программных продуктов и технологических устройств этого недостаточно, чтобы перевести отрасль на «цифру». В числе барьеров эксперты отмечают нехватку кадров с релевантным опытом или хотя бы имеющих необходимый уровень теоретической подготовки.

Не секрет, что лесной комплекс России испытывает дефицит квалифицированных специалистов по всем направлениям. А в сфере IT в особенности — новые продукты появляются значительно быстрее, чем происходит прирост экспертов, которые могут грамотно с ними работать. Пандемия коронавируса обострила эту ситуацию ещё сильнее — ценность информационных технологий и цифровых решений во всех сферах жизни современного общества стала очевидной даже для тех, кто раньше её отрицал.

Вне зависимости от того, как долго на отрасль будут влиять санитарно-эпидемиологические ограничения, ей придётся перестраиваться. Лесозаготовителям предстоит искать новые возможности развития, в том числе за счёт внедрения IT-решений. А значит, понадобятся и специалисты, которые будут соответствовать требованиям новой «цифровой реальности».

Текст: Мария Кармакова