Лесная цифровизация: какие технологии внедряются для охраны природы
Леса в России законом отнесены исключительно к федеральной собственности, в целях их защиты и предоставления равноправного к ним доступа. При этом в начале 2000-х годов лесная отрасль пережила существенную трансформацию: использование лесов было передано коммерческим организациям, а учет и контроль над этим процессом закреплен за федеральным и региональными лесными ведомствами. Подход к учету и контролю лесного хозяйства сформировался исходя из имевшихся на тот момент инструментов и исторически накопленного опыта. Все это вместе представляло собой бумажные документы, планшеты, систему отчетов и согласований.
С начала пожароопасного сезона 2024 года на территории лесного фонда возникло 10,1 тыс. пожаров, а площадь, пройденная огнем, достигла 7,7 млн га. В 9 из 10 случаев причина лесного пожара — человеческий фактор: халатность, неосторожность и безответственное поведение людей в лесу. Не до конца потушенный костер, пал травы, стеклянный мусор могут стать причинами катастрофы. В ликвидации лесных пожаров ежегодно участвуют порядка 30 тыс. человек, 800 из них состоят в «лесном спецназе», который всегда готов ликвидировать лесной пожар в любой точке России. При поддержке национального проекта «Экологическое благополучие» в лесничествах обновляется парк лесопожарной и лесохозяйственной техники, это позволяет эффективно защищать леса от пожаров. За последние шесть лет по нацпроекту закупили 50 тыс. единиц лесопожарной техники и оборудования. Планируется, что к 2030 году площадь лесных пожаров на землях лесного фонда по сравнению с 2021 годом сократится вдвое.
При этом для эффективной защиты лесов необходимы не только техника и люди, но и новые системы управления защитой лесов, основанной на цифровых технологиях.
Работники лесного хозяйства, как правило, живут далеко от больших городов. Общемировая тенденция переезда населения из сельской в городскую местность ставит сложную задачу: как обеспечить качественную работу лесного хозяйства при оттоке специалистов. Единственно приемлемый вариант развития в современных условиях — это цифровизация, повышение квалификации персонала при фактическом уменьшении численности занятых работников.
В 2021 году правительством была утверждена обновленная стратегия развития лесного комплекса России, в которой появилась задача по цифровой трансформации лесной отрасли. За четыре года электронные документы пришли на смену бумажным, лесные госуслуги стали цифровыми и, как логичное развитие цифровой трансформации, создан цифровой двойник лесного хозяйства — федеральная информационная система лесного комплекса.
Ключевое направление, на которое исторически тратилось самое большое количество времени и сотрудников — мониторинг и патрулирование лесов. Мониторинг пожаров и пожарной опасности в лесах, воспроизводства лесов, лесопатологический мониторинг. Цифровая трансформация перекладывает задачу оперативного получения информации о лесах с сотрудников лесничеств, регулярно патрулирующих леса, на технологии машинного зрения и нейросети.
Самое перспективное направление применения цифровых данных — это использование дистанционного зондирования земли (ДЗЗ). Действительно, мониторить 1,2 млрд га лесного фонда России другими средствами физически невозможно.
Данные спутникового наблюдения в инфракрасном диапазоне позволяют детектировать лесные пожары. В настоящее время для целей мониторинга лесных пожаров данные получаются и обрабатываются каждые шесть-восемь часов. В настоящее время основная задача такого мониторинга — координация и контроль за тушением выявленных лесных пожаров. Это связано как с недостаточной оперативностью данных, так и с их низкой детализацией, что позволяет выявлять лесные пожары только достаточно большой площади. С повышением разрешения спутниковых снимков использование ДЗЗ позволит выявлять и возгорания.
Все большее распространение получает и мониторинг задымлений и возгораний умными видеокамерами. В России установлено порядка 3 тыс. видеокамер, которые в реальном режиме времени детектируют лесные пожары. Такие умные устройства, как правило, размещаются на вышках сотовой связи, поскольку важные условия размещения — хороший обзор и наличие каналов передачи данных.
Используемая для обработки информации с камер нейросеть обучена более чем на миллионе кадров и позволяет уверенно отличать дым от тумана или других погодных явлений. Всего камеры способны «видеть» до 45 км в даль, они имеют круговой обзор и могут фокусироваться на отдельных деталях.
Специалист-диспетчер работает с 30–40 камерами, которые подсказывают ему, что происходит в лесу, подают сигнал, при обнаружении задымления и определяют его координаты с точностью, достаточной для организации тушения.
Наряду с использованием пилотируемой авиации для патрулирования лесов растет и применение беспилотных авиационных систем (БАС). На начало 2025 года в лесной отрасли России использовалось более 1,2 тыс. беспилотников, до 2030 года запланировано приобретение более 5 тыс. Современные беспилотники оснащены тепловизорами и инфракрасными камерами, которые позволяют обнаружить пожар даже на ранних стадиях. Это значительно повышает эффективность борьбы с пожарами и снижает ущерб от них.
Активно беспилотники используются лесной охраной и при борьбе с незаконными рубками. Кроме того, для таксации лесов — то есть определения состояния леса — используются БПЛА самолетного типа, оснащенные системами лазерного сканирования — лидарами. Облако точек обрабатывается с помощью нейросетей, позволяя получить точные данные. Максимально эффективно такая технология используется для таксации лесов вдоль линейных объектов — трубопроводов и энергосетей.
Применение современных технологий основано на использовании больших данных и невозможно без единых подходов к систематизации и хранению информации о лесе. Начиная с 2021 года Рослесхоз приступил к проектированию и созданию федеральной государственной информационной системы лесного комплекса (ФГИС ЛК). С января 2025 года система стала обязательной для использования на территории всей страны.
Данные ФГИС ЛК — это не только официальные данные государственного лесного реестра. Это единый цифровой ресурс для работы всех участников лесных отношений: лесопользователей, экологов, органов муниципальной и государственной власти. При помощи системы оказывается 18 государственных услуг, обрабатывается отраслевая отчетность и обучаются нейросети для прогнозирования роста и состояния лесных насаждений.
Интеграция ФГИС ЛК с более чем 80 федеральными, региональными и корпоративными информационными системами позволяет существенно повысить оперативность и качество получаемых данных, существенно снизить долю ручной обработки информации.
Важно отметить, что система построена на принципе открытости данных. Размещение границ всех лесных объектов на публичной лесной карте позволило увидеть несостыковки пространственной информации и начать работу по их исправлению. Также появилась возможность оказывать услуги автоматически. Если в 2024 году было выдано 38 тыс. выписок из лесного реестра, то за январь-май 2025 года было предоставлено более 2 млн выписок.
Переход к цифровому взаимодействию потребовал изменения подхода к кадровому состоянию отрасли. В структуру Рослесхоза входят как научные организации, тестирующие и внедряющие новые технологии, так и институты повышения квалификации, которые открыли новые направления для обучения, такие как работа с информационными системами, управление БПЛА и обработка данных дистанционного зондирования земли.
