Одной из крупнейших отраслей промышленности в Республике Коми является лесной сектор. Но эксперты отмечают, что в последнее время объем заготовки древесины значительно упал. В СГУ имени Питирима Сорокина с этого месяца началась подготовка к реализации международного проекта «Тайга 5D», который направлен на повышение эффективности оценки лесов. Подробнее о разрабатываемой технологии «Республике» рассказал руководитель проекта, проректор по международной деятельности СГУ, кандидат сельскохозяйственных наук России, доктор сельскохозяйственных наук Финляндии Евгений Лопатин.
– «Тайга 5D» – это комплексный междисциплинарный и международный проект. Что стало толчком для развития идеи?
– В рамках развития международного сотрудничества СГУ имени Питирима Сорокина ключевыми партнерами являются Скандинавские страны – Швеция, Норвегия и Финляндия. По тем направлениям, которые интересуют наш университет в области науки, ближе всего Финляндия. С их стороны тоже была инициатива – от Института природных ресурсов.
Финляндия – одна из передовых стран по вопросам ведения лесного хозяйства. Их огромные запасы лесных ресурсов существуют как раз благодаря высокоэффективным технологиям и огромным инвестициям государства. Для нас было совершенно логичным выбрать их в качестве партнеров. К тому же я лично длительное время работал с институтом по разным проектам, и у нас есть опыт сотрудничества с ними.
Начали мы с темы трансфера финских технологий и ноу-хау в области биоэнергетики в Республику Коми. В мае проходил семинар, в рамках которого была достигнута договоренность между университетом, Институтом природных ресурсов и Университетом Восточной Финляндии. Затем в сентябре состоялся ответный визит, когда группа сотрудников СГУ поехала на лесной форум Баренц-региона, это крупное мероприятие наших финских партнеров. Там тоже обсуждались вопросы сотрудничества, и там же мы узнали, что Министерство образования России проводит конкурс высококлассных исследований. Суть в том, чтобы исследования проводились не только внутри вузов, а в сотрудничестве с ведущими мировыми научными центрами. Было всего 196 заявок – это жесткий конкурс. Из всего этого числа отобрали только 26. Все заявки были ранжированы по степени значимости, наша стала десятой в России. Из Коми на федеральное финансирование могли претендовать любые вузы, любые научные институты, но заявку подал только СГУ.
– Как «Тайга 5D» будет работать?
– Это научный проект, в результате которого будет разработана технология инвентаризации лесных ресурсов. В настоящее время существуют методы и технологии оценки, но все они достаточно затратные. «Тайга 5D» направлена на разработку принципиально новых методов инвентаризации лесных ресурсов с использованием передовых достижений науки. Главная цель – снижение затрат и увеличение скорости инвентаризации лесов.
– Какие конкретно устройства вы будете использовать?
– Мы планируем использовать беспилотники (БПЛА), которые сейчас часто применяются в ряде отраслей. Его можно запустить в любой точке пространства, он облетит необходимую территорию и даст всю необходимую информацию. На БПЛА можно поставить обычную камеру, а можно гиперспектральную, как мы и сделаем. Представьте, что у человека было бы не два глаза, а три, и третий видел бы в тепловом диапазоне. Наш мозг в таком случае получал бы не только информацию о предметах и их цветах, а еще и об их температуре. По такому же принципу работает гиперспектральная камера: дает нам увидеть больше и сразу. То есть на БПЛА мы устанавливаем камеру и получаем не только физическую картинку, но и химический состав предмета. Мы сможем с ходу определить листву или хвою, затем выявить пораженное болезнью дерево, узнать возраст леса дистанционно. Также мы добавляем третий компонент – космическую съемку. БПЛА не облетит всю республику, это физически нереально – самый мощный беспилотник может находиться в воздухе только 20 часов. Мы разрабатываем модели, которые позволят нам по данным БПЛА и космической съемки получать точную информацию об исследуемом регионе. На другом участке, до которого беспилотнику не дотянуться, мы получим данные чуть с меньшей точностью.
– Откуда возникла необходимость в переоценке существующей системы?
– Существующая система планирования лесного хозяйства разрабатывалась очень давно, в 30-40-е годы. Были попытки модернизации, но такие вещи, как, например, оптимизация расчетов, не используются. Новейшее программное обеспечение (ПО) есть на Западе: при помощи него удается добиться высокой эффективности работы лесного бизнеса и всего лесного сектора в целом. К сожалению, в республике такого пока нет. Копировать его неразумно, потому что везде разные условия. Мы можем его только создать сами, используя передовой опыт других стран.
– На выходе вы получите огромный массив данных. Как он будет обрабатываться?
– Чем больше данных, тем сложнее их обработать. За один полет беспилотник дает несколько гигабайтов информации. Нужны мощные компьютеры: речь идет о построении распределенной системы обработки данных, основанной на «облачных» технологиях (сетевой доступ к данным – авт.). Данные с БПЛА и из космоса можно будет объединить на одном сервере и создать максимально простую для пользователя систему. Взаимодействие не будет сложнее, чем с почтой или социальной сетью. Пользователю нужно будет только выйти в интернет, открыть браузер, поставить определенные задачи. Все остальное – дело системы: найти данные, подготовить прогнозы, варианты.
– Где будет располагаться сервер?
– В Сыктывкаре, в СГУ. Какие-то компоненты сервера, возможно, будут располагаться в других местах, если так будет удобно для инфраструктуры. Теоретически мы можем распределить технологию по всему миру, объединив в один комплекс.
– На презентации своего проекта в СГУ вы упомянули, что информация о лесах устарела. С чем это связано?
– Традиционно в России информация о лесах собирается в ходе лесоустройства. Еще с советских времен этот процесс проходил разово на одно лесничество – на крупный управляемый участок леса. Инвентаризировать сразу весь участок дорого, это проект на десятки миллионов рублей. Страна не может себе позволить проводить регулярную опись лесов. Акценты при инвентаризации расставляются на те участки, где возможно дальнейшее освоение. Логика в этом есть: «Зачем трогать лес, который мы не будем использовать». Но с другой стороны, если этот участок никогда не оценят, то и не узнают о его возможном потенциале. Многие инвесторы зачастую опасаются идти в Россию из-за отсутствия этой информации. Как можно вкладываться в лесной бизнес, если не знаешь, какое количество древесины имеется в стране?
– То есть исследование лесов сейчас актуально для промышленности?
– В связи с изменениями Лесного кодекса и сложившейся конъюнктурой на рынке многие предприятия начинают испытывать дефицит в древесине. С одной стороны, кажется, что леса много. Например, вы едете на машине, а вас повсюду окружает лес. На самом деле то, что вы видите из окна, – это защитные полосы вдоль дорог. То, что за ними, вы не видите. А там многие транспортно доступные участки вырублены. Эти места оставлены под естественное, очень медленное восстановление. В этой ситуации многие компании сектора в настоящее время сталкиваются либо с недостатком сырья, либо с тем, что каждый год они вынуждены уходить все дальше и дальше от места переработки. Затраты растут. К тому же, переходя пороговые значения, этот лес может стать убыточным.
– Есть ли какой-то способ минимизации затрат?
– Одним из ответов на дефицит древесины может стать введение интенсивной модели ведения лесного хозяйства. Она основана на четком расчете, что мы можем сделать со всеми доступными нам ресурсами, чтобы достичь максимального эффекта. Понимание того, что мы имеем на сегодня, нам дадут беспилотник – и космическая съемка, а что с этим можно сделать – программный продукт.
– Насколько сложно будет ввести такую модель?
– Не будем смотреть на эту ситуацию через розовые очки. Наша страна долгое время развивалась по экстенсивной модели лесного хозяйства. Не было термина «лесное хозяйство», была «дереводобыча». Лес является ресурсом только добычи: его срубали и забывали участок, оставляли лет на сто естественно восстанавливаться. В интенсивной модели компании становится невыгодно срубить лес за один момент, поэтому она делает это поэтапно. Соответственно, восстановить лес тоже становится выгодно, потому что в него вложились на этапе строительства дорог. Речь идет о посадке саженцев, формировании структуры древостоев. Как найти этот баланс между вырубкой и восстановлением, как выгодно спланировать свои действия – на эти вопросы должен ответить наш проект «Тайга 5D». Сценариев использования леса даже для одного из участков Коми может быть 20, 30, 40, а то и 100. И они все имеют место. Но каждый из этих вариантов имеет свои затраты и свой доход. Поэтому при планировании мы стараемся достичь максимального дохода, но рассматриваем сложившуюся в регионе инфраструктуру. Наш проект должен учитывать мировой опыт, но мы попытаемся внести инновационные подходы, актуальные прежде всего для России.
– Закупка БПЛА и разработка программного обеспечения обойдутся достаточно дорого. Не превысят ли расходы на проект его себестоимость?
– Конечно, оборудование планируется приобрести дорогое, технологии – тоже дорогие. Общая стоимость проекта – порядка 33 миллионов рублей, из которых 13 миллионов СГУ привлек из федерального бюджета. БПЛА мы планируем приобретать у российских производителей, камеры – у них же. Программное обеспечение будет разрабатываться в СГУ. Но эти деньги, потраченные на научно-исследовательские работы, должны окупиться значительным сокращением затрат на получение информации в перспективе.
– Со стороны СГУ задействовано сразу несколько институтов.
В чем будет состоять их работа?
– Прежде всего это Институт точных наук и информационных технологий, который будет заниматься разработкой ПО. На более поздних стадиях, на полевых работах, когда мы начнем сотрудничать с компаниями – арендаторами леса, мы будем работать с Институтом естественных наук. Надо будет провести измерения, оценить качество. Уже на этапе работы с финансово-экономической моделью будет задействован Институт экономики и финансов. Наш проект находится на стыке биологии, информатики и экономики.
– Какова будет роль студентов?
– Студенты будут включены в выполнение полевых работ. Это и измерение, и опытная эксплуатация, и тестирование ПО. В процессе самой разработки будут участвовать научные сотрудники и аспиранты университета.
– Когда будут проходить первые тесты?
– В настоящее время идет подготовка, закупка оборудования. Мы планируем до весны создать первые образцы, тогда же проведем тестовую съемку объектов. Пилотирование первых территорий мы планируем весной-летом 2016 года. Подвести же окончательные итоги мы сможем в 2017 году.
Елизавета Морохина
Фото Дмитрия Напалкова
2017 год. Освятите результаты проекта.