Большой еловый лубоед – это крупный жук, личинки которого питаются корой ели и сосны в Северной и Центральной Европе, а также в России. Насекомое относится к особо опасным вредителям ценных пород дерева.
Обычно лубоед обитает на старых трухлявых деревьях. Однако из-за увеличения популяции, вызванного, в том числе климатическими изменениями, в последние годы такие жуки нападают даже на здоровые деревья. Этот процесс наносит серьезный ущерб лесным территориям разных стран и требует разработки инструментов для оперативного контроля популяции елового лубоеда.
«Современные изображения в высоком разрешении, созданные камерами с беспилотных летательных аппаратов, позволяют визуально определить участки леса, которые повреждены лубоедами. Мы собрали датасет таких изображений и на его основе обучили несколько нейросетей самостоятельно выявлять жуков».
– Инженер кафедры автоматики и процессов управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Анастасия Сафонова
Для обнаружения зараженных деревьев на снимках, собранных с помощью дронов, ученые решили адаптировать несколько версий уже существующей нейросети YOLO, которая в ходе экспериментов продемонстрировала высокую точность распознавания – до 95%.
Данные для исследования были собраны в Чупрене – крупнейшем биосферном заповеднике Болгарии, около 90% которого покрывают хвойные и смешанные леса. Для обучения нейросетевых моделей ученые использовали 400 предварительно обработанных изображений, предоставленных Болгарской академией наук.
«В дальнейшем результаты наших исследований могут применяться для своевременной профилактики распространения елового лубоеда и других короедов, которые будут угрожать лесным массивам», – добавляет доцент кафедры автоматики и процессов управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дмитрий Ильич Каплун.
Помимо специалистов ЛЭТИ в исследовании принимали участие ученые Сибирского федерального университета (Красноярск) и университета им. Имама Джа`афара Аль-Садика (Ирак).