Состояние большинства экосистем на Земле определяется наличием и количеством деревьев. Луга, саванны, степи, редколесья и леса отличаются плотностью деревьев или их полным отсутствием. Вот почему точная информация о древесно-растительной структуре той или иной экосистемы имеет огромное значение для ученых. По ней можно судить, насколько изменился вид того или иного континента, есть ли угроза экологии в его отдельных частях.
Технологии на страже экологии
На помощь ученым пришли современные технологии. Благодаря анализу можно судить о состоянии лесов на всей планете. Авторы исследования с помощью фото со спутников нанесли на карту расположение и размер более 1,8 млрд отдельных крон деревьев. Никогда раньше они не наносились на карту с таким уровнем детализации на такой большой территории.
Пространственное разрешение большинства спутниковых данных относительно низкое. Отдельные пиксели изображения обычно соответствуют областям на Земле, которые превышают 100 квадратных метров, а часто и один квадратный километр. Это ограничение вынудило исследователей рассмотреть каждую область по отдельности. Все части ландшафта, покрытые кронами деревьев, теперь осматриваются при помощи мощнейших спутников.
Новейшие возможности современных спутников
В течение последних двух десятилетий прогресс в области картографии достиг своего пика. Теперь спутники начали собирать данные с более высоким пространственным разрешением, способным фиксировать наземные объекты размером один квадратный метр или меньше. То есть с них можно сфотографировать буквально каждое дерево на Земле.
Эта революция в возможностях наблюдений, несомненно, облегчит работу ученых. Уже сейчас авторы проанализировали более 11000 изображений с пространственным разрешением 0,5 м, чтобы обозначить на карте отдельные деревья и кустарники с диаметром кроны 2 м и более. Авторы выполнили эту гигантскую задачу с помощью искусственного интеллекта. Теперь на основе последних данных ученые смогут судить об изменениях в экологии и состоянии лесов на планете.
Важность оценки количества и состояния деревьев
Благодаря использованию новейших точных образцов, компьютер научился определять отдельные кроны деревьев с высокой точностью на других изображениях. Предыдущая оценка общего количества деревьев в глобальном масштабе была получена с использованием данных примерно с 430 000 лесных участков по всему миру. Их анализ показал, что в мире существует около трех триллионов деревьев.
Точная информация о распределении деревьев дает полезные экологические сведения. Авторы обнаружили более высокую густоту деревьев в засушливых регионах Африки, чем в предыдущем исследовании. Они определили размер и расположение отдельных навесов деревьев. Также спутниковые снимки показали, что Китай становится зеленым.
Еще более сложной задачей является идентификация древесных пород. Это будет особенно сложно сделать в региональном и глобальном масштабах. Но эти данные необходимы ученым. Они помогут следить за состоянием лесов, управлять распространением лесных массивов, проводить мониторинг обезлесения. В ближайшее время работа по нанесению деревьев на карты будет полностью завершена.