На службе экологии: как новые технологии защищают окружающую среду
Как ИИ и дроны защищают леса
Одна из ключевых задач национального проекта «Экологическое благополучие» — способствовать тому, чтобы площадь восстановленных лесов в стране превышала площадь погибших и вырубленных. Четыре года подряд, начиная c 2021-го, этого результата удается достичь, и теперь перед властями и специалистами стоит задача его преумножить. По нацпроекту регионам выделяются средства на развитие лесных питомников, семеноводческих центров и на обновление парка лесохозяйственной и противопожарной техники, необходимой для борьбы с одной из основных угроз — лесными пожарами. Также поддерживается внедрение современных технологий, которые повышают эффективность всей этой работы.
Для охраны лесов используется совокупность технологических решений: космический (использование данных дистанционного зондирования Земли из космоса) и авиационный мониторинги, беспилотники, наземное наблюдение и автоматизированные информационные системы, рассказывает заведующий лабораторией лесоустройства и лесной таксации ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства» Даниил Астапов.
Космический мониторинг позволяет отслеживать изменения на больших территориях, обнаруживать очаги возгорания, незаконные рубки, оценивать состояние лесов. С бортов самолетов и вертолетов, а также с помощью беспилотников, относительно недавно поступивших на службу в лесничества, проводят оперативный мониторинг труднодоступных территорий, получают снимки леса. А установка телевизионных камер непрерывного мониторинга эффективно выявляет очаги пожаров на начальной стадии, объясняет специалист.
Данные разных видов наблюдений стекаются в несколько информационных систем, которые проводят их комплексный анализ, строят прогнозные модели, предварительно оценивают ущерб, и на основе этой информации специалисты принимают эффективные решения, продолжает Астапов.
Использование беспилотников — один из трендов в мониторинге лесов, отмечает эксперт. Регионы, в частности Иркутская область, Марий Эл, Красноярский край, Чувашия, инициируют пилотные проекты по использованию беспилотников в лесном хозяйстве и проводят их закупку по национальному проекту «Беспилотные авиационные системы».
С помощью беспилотников стало возможным оперативно выявлять очаги лесных пожаров на ранних стадиях, что сокращает время реакции и пройденную огнем территорию, отмечают в министерстве лесного хозяйства Красноярского края. Регион одним из первых в стране стал использовать БАС в этих целях. По данным ведомства, благодаря беспилотным аппаратам SIGMA от местного производителя «Авакс» специалистам лесничеств края за последние несколько лет удалось снизить количество возгораний в 1,6 раза, а площадь, пройденную огнем, почти в 3,5 раза. В дальнейшем дронами планируется оснастить все лесничества региона.
В 70 регионах России действует система дистанционного мониторинга и управления «Лесохранитель». Сейчас она объединяет 3 тыс. камер, установленных по всей стране на вышках сотовых операторов. Каждая обеспечивает обзор на 35 км и ведет круглосуточную съемку. Система с помощью искусственного интеллекта обрабатывает данные и предупреждает о возможных задымлениях, указывая их координаты.
В Удмуртии, по данным Федерального агентства лесного хозяйства (Рослесхоза), благодаря внедрению «Лесохранителя» и других современных технологий в 2024 году за счет раннего обнаружения лесных пожаров удалось сократить их число в 3,5 раза.
В Оренбургской области, по данным регионального министерства природных ресурсов, экологии и имущественных отношений, благодаря современным технологиям и активной профилактике число лесных пожаров в 2024 году снизилось на 90% по сравнению с 2021-м, достигнув рекордно низкого уровня за последние пять лет.
Больше технологий — меньше отходов
При поддержке нацпроекта «Экологическое благополучие» в России развивается экономика замкнутого цикла, главный принцип которой возврат отходов во вторичный оборот. Сегодня сортировку проходит более 56% всех твердых коммунальных отходов (ТКО), а одна из задач нацпроекта — увеличить этот показатель к 2030 году до 100% и при этом обеспечить использование не менее 25% ТКО в качестве вторсырья.
За последние шесть лет в регионах страны, по данным Российского экологического оператора, было введено 295 современных объектов по сортировке и переработке отходов.
Так, на отходоперерабатывающем комплексе в Волгодонске Ростовской области пластиковые бутылки отбираются с помощью оптического сортировщика. Поток сжатого воздуха отправляет пустые бутылки в специальные отсеки для накопления. Автоматическое оборудование не совершает ошибок и обеспечивает почти 100% извлечения вторсырья, отмечают в министерстве жилищно-коммунального хозяйства Ростовской области.
В городе Глазове в Удмуртии на мусоросортировочном комплексе используется оптический сортировщик отечественного производителя Nevlabs, работающий при поддержке искусственного интеллекта. Он умеет отбирать все виды пластика из смешанного потока мусора, разделять восемь категорий ТКО и сортировать некоторые отходы по цвету и типу. Сейчас он отбирает 3D-пластики, пригодные к переработке, — бутылки, одноразовую посуду, а также непищевые пленки и пакеты. Кроме того, в комплексе установлены разрыватель пакетов и сепаратор для отбора черных металлов. Это оборудование помогает увеличивать эффективность работы и снижать показатель захоронения отходов, которые образуются в Удмуртской Республике, рассказывает Светлана Сергеева, директор ООО «Строй-Инвест», управляющего комплексом. Правительство Удмуртии поддержало утверждение инвестиционной программы предприятия и учитывает ее показатели при утверждении тарифов на обработку ТКО, отмечает Сергеева.
Зачем дроны заповедникам
Высокотехнологичные методы помогают ученым в работе по сохранению 17 редких видов животных, в том числе дальневосточных леопардов, белых медведей, стерхов.
В национальном парке «Ленские столбы» в Якутии для исследования и сбора данных о диких животных используются беспилотные авиационные системы и фотоловушки, рассказывает директор ФГБУ «Национальный парк «Ленские столбы» Аркадий Семенов.
Беспилотники помогают в отслеживании численности и структуры популяции бурого медведя, а также в исследовании экосистемных изменений восточной популяции стерха, связанных в том числе с потеплением климата. При этом установленные недалеко от гнезд стерхов фотоловушки позволяют оценить реакцию птиц на появление дронов и скорректировать их применение.
В заповеднике «Медвежьи острова», входящем в состав национального парка, современные технологии помогают изучать популяцию белых медведей. Для анализа десятков тысяч фотографий и других данных, собранных во время воздушного мониторинга и наземного учета хищников, применяется искусственный интеллект. Миграция отслеживается при помощи ошейников со спутниковыми передатчиками, что позволяет более точно определить ареал обитания и поведение белых медведей, рассказывает Семенов.
«Медвежьи острова» называют роддомом белых медведей — там фиксируется наибольшая в мире плотность мест их появления на свет. Для упрощения работ по поиску родильных берлог в заповеднике используют беспилотник с тепловизионной камерой. Вообще вся съемка хищников ведется в мультиспектральном режиме, который позволяет обнаруживать животных в сложных погодных условиях. ИИ обучен распознавать белых медведей на фотографиях и обрабатывает снимки со скоростью и точностью, во много раз превосходящей человеческие возможности. Так, если при визуальном осмотре осенью в 2023 и 2024 годах в заповеднике было обнаружено 73 и 91 белых медведей соответственно, то инструментальный контроль и ИИ выявили в те же периоды 175 и 127 особей.
В национальном парке «Земля леопарда» в Приморском крае, где специалисты следят за безопасностью редких дальневосточных леопардов, искусственный интеллект также помогает специалистам отслеживать перемещения животных и обрабатывать данные с фотоловушек.
«Долгое время ученые сортировали тысячи снимков диких животных по видам вручную, сейчас же для этой работы будет использоваться специальная программа», — объясняет начальник отдела по связям с общественностью национального парка Иван Раков-Наумец. Использование новых технологий касается и рейдовой работы государственных инспекторов, продолжает он: смартфоны с системой SMART Mobile позволяют им оперативно ориентироваться на маршруте, вносить данные и подключаться к базе данных по всем рейдам. «Такая компьютеризация — безусловный плюс, она способна экономить очень много времени», — подчеркивает специалист.