Новое исследование Института мета и мировых ресурсов (WRI) использовало искусственный интеллект (ИИ) для создания глобальной карты высоты кроны деревьев с разрешением в один метр. Это позволяет обнаруживать отдельные деревья по всему миру. В целях содействия мониторингу лесов с открытым исходным кодом все данные и модели искусственного интеллекта, связанные с высотой кроны, находятся в свободном доступе для публичного использования.

Карта высоты полога была получена на основе спутниковых изображений высокого разрешения, проанализированных моделями искусственного интеллекта. И данные, и модели ИИ доступны для коммерческого использования.

Мета поставила цель достичь нулевых выбросов к 2030 году за счет сочетания сокращения корпоративных выбросов и использования стратегий удаления углерода. Удаление углерода лесами является ключевым компонентом стратегии Meta, и способность точно измерять и контролировать поглощение углерода имеет важное значение.

Удаление углерода естественным путем, включая восстановление лесов, имеет решающее значение для достижения сокращения выбросов, предусмотренного Парижским соглашением. Управляемые леса являются важным источником углеродных квот, и для эффективного управления лесами в целях смягчения последствий изменения климата необходимо улучшить мониторинг углеродных квот в лесах. Крупномасштабное картографирование высокого разрешения с использованием искусственного интеллекта может повысить точность данных и обеспечить мониторинг в различных масштабах.

Прорывы в области искусственного интеллекта и базовых моделей меняют то, как мы взаимодействуем с миром. Спутниковые снимки для картографирования лесов значительно улучшились с точки зрения масштаба, разрешения и частоты обновления. Хотя события вырубки лесов можно отслеживать с помощью изображений с более низким разрешением из-за больших площадей, мониторинг проектов по облесению и лесовосстановлению является более сложной задачей, поскольку для этого требуются отдельные данные на уровне деревьев на больших площадях.

Meta и WRI считают, что предоставление открытого доступа к ИИ может стать мощным инструментом для высвобождения финансовых ресурсов для смягчения последствий изменения климата и усилий по адаптации, а также повышения прозрачности. Впервые вычислительная мощность и модели искусственного интеллекта, необходимые для глобальной обработки карт высокого разрешения, доступны для публичного использования. Доступ к этим данным и модели можно получить на AWS, Google Earth Engine и Github.

Постоянно обновляемая карта предоставляет глобальную базовую линию высоты кроны деревьев, включая отдельные деревья и леса с открытым пологом. Эти данные могут быть использованы для инвентаризации и учета лесов. Анализ спутниковых снимков с 2009 по 2020 год показал, что более трети суши Земли имеет высоту полога более одного метра, а 35 миллионов квадратных километров имеют высоту полога более пяти метров. Эти данные можно использовать в качестве отправной точки для дополнения полевых измерений углерода при мониторинге углеродных кредитов. Общедоступную модель также можно использовать для обнаружения изменений высоты полога с течением времени по мере появления новых изображений.

Для создания карт использовалась современная модель DiNOv2, разработанная Meta AI Research. Модель была обучена на огромном наборе данных спутниковых изображений, охватывающем более триллиона пикселей. Это позволяет прогнозировать высоту кроны со средней ошибкой 2.8 метра, что позволяет обнаруживать и измерять отдельные деревья. Модель также можно применять к снимкам с воздуха и дронов.

Самоконтролируемое обучение (SSL) использовалось для обучения модели DiNOv2 на неразмеченных спутниковых изображениях. Этот подход позволяет модели извлекать общие характеристики изображения без необходимости обширной ручной маркировки. Затем модель можно использовать для прогнозирования высоты купола.

Выпущенная глобальная фундаментальная модель Земли имеет потенциал для различных приложений, помимо простой оценки высоты растительного покрова.

Карта высоты полога может быть ценным инструментом для оценки надземной биомассы и определения исходных данных для проектов сохранения и восстановления. Например, WRI использует эти данные для объединения спутниковых данных высокого разрешения с данными полевой инвентаризации лесов с целью мониторинга усилий по восстановлению лесов в Африке.

Связанные статьи: Meta и Adapture Renewables подписывают соглашения на 330 МВт солнечной энергии в Иллинойсе и Арканзасе

Леса необходимы для глобального рынка углерода и для сохранения биоразнообразия перед лицом изменения климата. Точные данные имеют первостепенное значение для мониторинга усилий по сохранению и восстановлению лесов. Регулярно обновляемые карты высот крон высокого разрешения могут значительно улучшить углеродные кредиты лесов и решения для естественного климата. Достижения в области спутниковых изображений, искусственного интеллекта и вычислительных возможностей позволили создавать глобальные ежегодные карты высоты кроны с разрешением отдельных деревьев, что будет способствовать сохранению лесов Земли. Чтобы максимизировать потенциал этой работы, данные и модели выкладываются в открытый доступ.