Ученые ТОГУ оцифровывают Амур при помощи дронов и лазеров, чтобы в дальнейшем использовать эту модель для прогнозирования опасных ситуаций, отслеживать с помощью ИИ изменения уровня воды и вовремя на них реагировать. Как рассказали в университете, в данном случае великая река выступает не просто как транспортная артерия, а как сложная экосистема, меняющая свой облик в зависимости от сезона.
- Занимается работой группа ученых высшей школы кибернетики и цифровых технологий политехнического института ТОГУ уже третий год. Они создают точного цифрового двойника прибрежной зоны. Все начинается с беспилотного летательного аппарата «Геоскан-401». Специалисты выезжают на машинах в те точки, к которым есть подъезды. Это, например, Малышево или Сикачи-Алян. Аппарат может пролететь десять километров вдоль береговой линии. Делается это не один раз: важно зафиксировать Амур в разные сезоны и при разном уровне воды. Поэтому были экспедиции летом и осенью 2024-го, затем в летний и осенний периоды 2025-го, - рассказала Ирина Апарина, директор медиацентра ТОГУ.
При этом у ученых нет задачи снять всю реку - важна именно прибрежная зона. По закону это 200 метров водоохранной полосы плюс где-то 100–150 метров акватории у берега.
- Это самое чувствительное место: здесь и лесопосадки, и поселки, и дачные участки. Специалисты собирают данные, чтобы потом можно было оценивать состояние этих территорий. Для проведения работ тщательно выбираются дни. Нужно безветрие, чтобы съемка была четкой, и никаких дождей или наводнений. Этой зимой ученые никуда не поехали - продолжат дело ближе к лету. Планируется использовать уже другой аппарат, - поделилась Ирина Апарина.
В прошлом году для работы брали не только обычную камеру, но и лидар - он использует лазерные импульсы для точного измерения расстояний и создания 3D-моделей окружающего пространства.
- Применялась и мультиспектральная камера. Она снимает в диапазонах, невидимых глазу. Это позволяет анализировать состояние почвы и растительности. Сейчас добавили работу с нейросетями. В этом году начнется экспериментальный этап уже с воды. Будет использоваться надводный аппарат (санабот), который изучит подводный рельеф. Это такой взгляд со стороны реки в дополнение к съемке с воздуха, - объяснила директор медиацентра ТОГУ.
Исследование ведется при поддержке гранта Российского научного фонда. Задача ученых ТОГУ — создать методику, написать алгоритмы и программы, чтобы в будущем можно было быстро сделать цифровой двойник конкретного участка реки.
- Это отличается от работы спутников. У наших ученых высота всего 100–200 метров. Это колоссальная детализация. На снимках видны даже люди. Можно разглядеть и измерить несанкционированные постройки, оценить состояние лесополосы. В интернете можно найти так называемые фотопланы — когда пятьсот или тысячу снимков сшивают в одно полотно. Но в ТОГУ делают систему, которая позволяет не просто смотреть, но и измерять, анализировать, прогнозировать. Конкретно этот проект нужно завершить к декабрю 2026 года. Грант закрывается, к этому сроку специалисты обязаны выдать готовый продукт, - сообщила Ирина Апарина.
Очень большую роль в проекте играет ИИ. Ученые стараются не привязываться к какой-то конкретной нейросети, а подбирать то, что требуется под конкретную задачу.
- Нет одной нейросети на все случаи жизни. Задача в том, чтобы выбрать оптимальный вариант, который будет работать быстро и точно. Сейчас уже видно на результатах этого года, что нейросети неплохо справляются. В этом году они начнут распознавать не просто объекты, а даже конкретные типы деревьев, - поделилась директор медиацентра ТОГУ.
Над проектом работают десять человек. Это сотрудники и студенты высшей школы кибернетики ТОГУ. Ее профессор Сергей Сай поделился, что обработкой изображений занимается с 1987 года, и в те времена нынешние технологии, применяемые для оцифровки Амура, казались фантастикой.
- Я поступал в аспирантуру ЛЭТИ (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова). Тогда тема диссертации была связана с передачей сигналов изображения, мультиплексами. Это было еще до эпохи цифрового телевидения. Саму диссертацию по анализу изображений я защищал в Томске в 2003 году. Сейчас, конечно, времена другие. Появились мощные процессоры, нейросети. То, что раньше казалось фантастикой, стало доступным. И это невероятно интересно — наконец-то применять все эти знания к реальной природе, к великой реке. Мы передадим готовую, обкатанную методику и программный продукт. Это будет инструмент. Он позволит любому заказчику получить качественного цифрового двойника местности. Чтобы смотреть, планировать и сохранять, - отметил Сергей Сай, профессор высшей школы кибернетики и цифровых технологий ТОГУ, доктор технических наук.
Напомним, транспортную модель будущего района «Хабаровск-Сити» создали специалисты ДВГУПС. Цифровой двойник позволяет просчитать и проиграть все сценарии транспортных потоков: утренние часы пик, вечерние пробки, нагрузку от новых жителей и бизнес-центров. Можно заранее определить наиболее эффективные подходы к организации движения, проектированию развязок и парковочного пространства. Подробнее о том, как это работает, - рассказал DVHAB.
Екатерина Пирогова, новости Хабаровска на DVHAB.ru