зачем вывели борщевик сосновского
Борщевик — откуда появился в России ядовитый сорняк и кто виноват
Откуда в России появился борщевик — кто и главное зачем его завез? Всех волнует история жуткого борщевика, некоторые даже предполагают, что кто-то (ученые?) борщевик придумал и вывел. Однако, борщевик Сосновского — история грустная и поучительная. И очень важная для осознания.
История появления борщевика Сосновского в России начинается в трудное послевоенное время, когда страна нуждалась в быстром подъеме сельского хозяйства. Для поголовья скота требовался сочный витаминный корм, дающий хороший урожай и неприхотливый при возделывании.
Интересный факт о борщевике — история состоит в том, что изначально это растение имело четко очерченный ареал произрастания и не могло распространиться за его пределы. Именно вмешательство человека кардинально изменило ситуацию. Вот какой урок преподал борщевик Сосновского человеку — не стоит относиться к природе без должного уважения.
Быстрая навигация
Откуда появился борщевик в России
В середине 1940-х руководители СССР узнали, что в странах Северной Америки кормят скот растением огромных размеров — сочным и калорийным. Узнали и дали распоряжение: найти такое же для нас, завезти, вывести, адаптировать к местным условиям.
Родина борщевика Сосновского (это один из видов борщевика, всего насчитывают
40 видов этого растения и плюс несколько очень схожих) — горные районы Кавказа и Турции. Именно на здешний борщевик обратили своё внимание учёные, работавшие по заказу руководства Советского Союза. В Википедии указывают даже точное место происхождения борщевика, взятого для включения в государственное испытание — окрестности города Нальчик (Кабардино-Балкарская республика). Датируется это событие 1951-1952 гг.
Мощное, значительных размеров, выносливое и быстро растущее растение хорошо произрастало в холодном климате и поэтому обитало в горных районах, самостоятельно не выходя за пределы среды своего естественного обитания. До интродукции борщевика на другие территории никаких проблем с его распространением не было, был природный баланс.
Так, растение открыли в Грузии, а для использования в качестве силосной культуры семена взяли на территории Кабардино-Балкарии, откуда и привезли борщевик в Россию. Так, местом происхождения борщевика (нашего, российского, захватывающего регионы РФ) — можно считать Кабардино-Балкарскую Республику.
Перед учёными, работавшими над проектом, стояла задача найти идеальную силосную культуру для сельского хозяйства. Однако получилось, что таким образом борщевик превратился в захватчика.
Борщевик Сосновского — история появления
Само растение борщевик Сосновского (Heracleum Sosnowskyi Manden) в 1944 году впервые обнаружила на Кавказе, выделила в новый вид и описала Ида Манденова (принятое сокращение Manden — именно оно стоит в окончании названия растения).
Она работала в Тбилиси и в Ленинграде (Ботанический институт им. В.Л. Комарова), описанный ею гигантский сорт борщевика был в 44-м найден на территории Грузии. Новому сорту борщевика Ида, будучи ученицей исследователя Кавказской флоры — Дмитрия Ивановича Сосновского (1885-1953 гг), дала название в его честь. Так появился новый биологический таксон — борщевик Сосновского.
«Таксон — группа организмов (в частности, растений — прим. ред.), связанных той или иной степенью родства и достаточно обособленная, чтобы ей можно было присвоить определенную таксономическую категорию того или иного ранга — вид, род, семейство и т.д.»
Кто завез борщевик в Россию, когда и зачем
Позднее, этот же сорт борщевика взяли в предгорьях Нальчика и привезли в Россию для использования в программе культивирования силосной культуры. Если в Википедии мы видим даты 1951-1952 гг, то в работе латвийского ученого Nora Kabuce (источник — www.nobanis.org) упоминается, что впервые борщевик Сосновского был интродуцирован в 47-м, в Северо-Западной части РФ. Эти даты также подтверждают сотрудники Полярно-ботанического сада-института (ПАБСИ), где проводились первые опыты по адаптации растения к жизни в условиях северного климата.
Оксана Гондарь, зам.директора по научной работе ПАБСИ и кандидат биологических наук рассказывает, что несмотря на отсутствие документов известно, что работы в институте проводились с 1946 по 1953 гг.
Также известно, что над интродукцией разных видов борщевика велась работа в Институте биологии КОМИ научного центра УрО РАН (Сыктывкар), также в 50-е годы. Здесь исследовательская работа возглавлялась П.П. Вавиловым и К.А. Моисеевым, внимание которых также больше всего привлёк именно борщевик Сосновского. Ученые отмечали хорошую зимостойкость борщевика, высокую урожайность и сравнительно невысокие затраты на агротехническое возделывание.
Кроме вышеуказанных исследований, работа над проблемой культивирования борщевика велась по всему СССР — в Биологическом институте РАН (Ленинград), в Северо-Западном НИИ сельского хозяйства в Пушкине, в Институте Кормов в Московской области, а также в Житомире, Нарьян-Маре, Петрозаводске, Киеве, Минске и Ереване. Данные всех этих исследований говорили о том, что наилучшим местом для культивирования нового силосного сорта интродуцента борщевик Сосновского- являются Неченозёмная и Чернозёмная области России.
В 1951-м году этот процесс активизировали решения 35-го пленума секции животноводства Академии Сельскохозяйственных наук СССР. В те времена бразды правления в вопросах сельского хозяйства держал главный агроном Советского Союза — Трофим Денисович Лысенко (источник — история.рф), по мнению которого самым важным был посыл, что борщевик даст в 20 раз больше силосной массы. Ему никто не решился противоречить, даже несмотря на то, что к тому моменту уже были данные об опытах с борщевиком ученых из Германии и Норвегии, результаты которых никого не обрадовали.
История говорит о том, что главный агроном Трофим Лысенко был человеком очень жестким, насаждающим собственные научные (и по некоторым данным псевдонаучные) теории, и нещадно уничтожающим противоречащих ему оппонентов. Так вот Сосновский, в честь которого получил название гигантский и ядовитый, обнаруженный в Грузинской ССР борщевик, — был оппонентом Лысенко.
Есть версия (источник — история.рф), что утвердив для внедрения вместо безопасных растений — ядовитый борщевик, Трофим Денисович хотел уничтожить Сосновского. Ведь очевидно, что вскоре опасность ситуации вскрылась бы, вот тогда можно было бы показать Сосновскому «кузькину мать».
Если верить этой версии об истории происхождения борщевика Сосновского как героя силосного проекта СССР — то скорее это не «месть Сталина», а «месть Лысенко». Однако, кто знает как Лысенко был взаимосвязан со Сталиным.. В результате, месть провалилась — т.к. Дмитрий Сосновский умер в 1953-м, а вот борщевик живет и здравствует, продолжая захватывать всё новые территории.
Итак, с этого момента, то есть с середины XX-го века, борщевик Сосновского начинает свою историю в России как многолетняя кормовая силосная культура и её начинают массово сеять и возделывать на территории РСФСР. Кормовому борщевику Сосновского дали отдельное имя — «Северянин».
История интродукции борщевика в за пределами РСФСР
Использовать гигантский сорняк для корма животных пытались во многих странах, обратив внимание на письменные свидетельства XIX — XX веков, в которых упоминается, что им питались олени, туры, медведи, лоси, зубры, а также овцы, козы и коровы. В Монголии, к примеру, скотоводы выхаживали с помощью борщевика скот (кроликов или животных крупнее), ослабевший после зимы.
В некоторых странах Европы, в частности в Норвегии изучали другой вид гигантского борщевика — борщевик Мантегацци. Это растение превосходит кавказский борщевик по размерам и зелёной массе и было очень привлекательно использовать его в кормовой базе. Однако, уже к середине столетия европейские ученые сделали неутешительные выводы относительно соотношения плюсов и минусов использования борщевика в качестве силосной культуры.
Зачем вывели борщевик сосновского
Я читала самые дикие предположения о том, как и зачем он заполонил всю страну, вплоть до совсем конспирологических.
После второй мировой войны, когда нужно было поднимать разрушенное сельское хозяйство, руководители СССР узнали, что в странах Южной Америки кормят скот растением огромных размеров — сочным и калорийным.
Узнали и дали распоряжение: найти такое же для нас, завезти, вывести, адаптировать к местным условиям.
Само растение борщевик Сосновского (Heracleum Sosnowskyi Manden) в 1944 году впервые обнаружила на Кавказе, выделила в новый вид и описала Ида Манденова. Она дала ему имя в честь своего учителя Дмитрия Ивановича Сосновского, знаменитого исследователя кавказской флоры.
Именно борщевик Сосновского был в 1947 году интродуцирован в северо-западной части РФ для экспериментов с его морозостойкостью сотрудниками Полярно-биологического сада-института. В это же время эксперименты с борщевиком начались и в Сыктывкаре, под руководством П.П. Вавилова (однофамилец). Учёные отметили отличную морозостойкость растения, его неприхотливость и огромную урожайность.
Работы по адаптации этого растения в сельское хозяйство стали проводить наперегонки одновременно в Москве, Ленинграде, Житомире, Киеве, Минске, Нарьян-Маре, Петрозаводске, Ереване и ещё в куче институтов, в тч в Прибалтике и ГДР. Кто вперёд засеет самые обширные площади и получит самый выдающийся урожай с гектара. Борщевик офигевал от количества внимания и ухода, и пёр дуром ввысь и вширь. Коровы и овцы его с аппетитом лопали, сельхозработники радовались: забот никаких, прёт сам, пропалывать не надо, красота.
В 1951 году за использование борщевика в качестве силосной культуры очень топил Лысенко, так как силосная масса этого растения превышала массу всех известных ранее силосных культур в 20 раз. Ну ещё бы. Скорость роста борщевика Сосновского составляет до 10 см в сутки.
Итак, с этого момента, то есть с середины XX-го века, борщевик Сосновского начинает свою историю в России как многолетняя кормовая силосная культура, и её начинают массово сеять и возделывать на территории РСФСР. Кормовому борщевику Сосновского дали отдельное красивое имя — «Северянин». Борщевик ехидно хихикал в кулачок.
В России сорт борщевика Сосновского «Северянин» был признан «утратившим хозяйственную полезность» и исключен из госреестра достижений селекторов только в 2012 году (для сравнения, в Прибалтике к такому же решению пришли в конце 80-х прошлого века). Официально борщевик Сосновского был признан вредным и опасным сорняком только в конце 2015 года, ахаха. Тормоза.
С 2019 года за разведение борщевика были введены штрафы. Но специалисты считают, что все эти меры были приняты слишком ПОЗДНО. Борщевик к этому времени уже распространился повсеместно, и вывести его без трудоёмких и дорогих мер, принимаемых на уровне государства, уже невозможно.
Биологические особенности, делающие борщевик практически неуязвимым.
1) Возможностью цвести и плодоносить множество раз за сезон (поликарпичностю) обладает около 2% популяции борщевика. Но этих 2% вполне достаточно для огромного преимущества перед другими растениями, учитывая его урожайность и способность вытеснять эндемики с их исконных мест обитания.
4) Насекомые для оплодотворения борщевику не обязательны: у него высокая способность к самоопылению. Умничка борщевичок. Сильное и независимое растение.
6) Семена способны распространяться на большие расстояния при помощи ветра, животных и человека. В первый год прорастает до 90% семян. На второй год прорастает от 30 до 60% не проросших в первый год семян. Некоторые плоды могут порасти лишь через 5-6, в отдельных случаях даже через 12-15 лет.
7) Растения борщевика отлично переносят заморозки и засуху.
8) После плодоношения борщевик погибает, но в неблагоприятных условиях при отсутствии условий для цветения это удивительное растение может жить до 12 лет! Терпеливо поджидая момент, когда уже наконец можно будет размножиться, дать миру 100 000 плодовитых потомков и только тогда наконец сдохнуть.
9) Особенность популяции борщевика в том, что он легко и не прилагая никаких усилий полностью вытесняет другие виды растений. У него огромная плотность прорастания семян (неск. тыс. на 1 кв.м.). Растения, проросшие первыми, дают плотную тень (до 80% солнечного света поглощается листьями борщевика) и высасывают всю воду из почвы, и это не даёт прорасти другим видам, но нисколько не мешает прорастанию других семян самого борщевика. Поэтому часто можно наблюдать лес из огромных патриархов, в тени которых бурно и дружно подрастает сочный молодняк.
10) На семенах борщевика есть эфирномасличные канальцы, которые за зиму сгнивают, и весной все эфирные масла попадают в почву. Эти масла ингибируют (тормозят) прорастание семян других видов растений вокруг каждого семечка борщевика. Отвал башки. Умри всё живое, короче. Полный восторг.
Чем опасен борщевик.
Сок борщевика содержит светочувствительные вещества из группы фуранокумаринов (псорален, бергаптен, метоксален). Под действием ультрафиолетового излучения они переходят в активную форму, способную вызывать серьёзные повреждения кожи (воздействие на клеточные структуры происходит на уровне ДНК), требующие длительного лечения и не всегда проходящие бесследно. После контакта с растением, особенно в солнечные дни, на коже может появиться сильный ожог. Опасность заключается в том, что прикосновение к растению первое время не вызывает никаких неприятных ощущений: они появляются, когда смывать сок уже поздно, реакция пошла.
При попадании сока борщевика в глаза вследствие ожога роговицы может развиться слепота. Зарегистрированы случаи слепоты у детей, игравших с полыми стеблями борщевика как с подзорными трубами.
Аэрозоль сока борщевика и его пыльца при высоких концентрациях могут вызвать отёк верхних дыхательных путей (в первую очередь гортани), а также верхних частей пищевода.
Как бороться с борщевиком.
Какие методы точно НЕ работают?
— Выжигание тоже неэффективно. Семена сохраняются в почве под слоем пепла и прекрасно прорастают на следующий год. Кроме того, от почек на корнях, оставшихся в земле, вскоре после выжигания тоже пойдут новые растения (сатанинский хохот борщевика).
— Обрезка соцветий. Малоэффективный метод, много семян уже хранится до поры до времени в почве, и дружно прорастает снова и снова, и опять же почки на корнях, и см срок жизни без цветения: напомню, 12 лет.
Работающие способы.
Как ни странно, одним из самых эффективных способов борьбы с борщевиком признана плотная высадка топинамбура (или любого другого замещающего растения) в место его обитания, можно даже прямо в заросли (зауважала топинамбур). Другие замещающие растения: люпин, пырей, кострец, козлятник, злаковые и газонные травы.
Гербициды тоже отлично работают: РаундАп, Торнадо, Ураган, Спрут, Грейдер, Буран, Граунд. Но с ними не всё так просто: обработка проводится раз в месяц, может понадобиться до трёх обработок в сезон, и ещё парочка на следующий год, поскольку гербициды на основе глифосатов не воздействуют на семена борщевика (опять сатанинский хохот). После того, как все растения в конце концов погибнут, участок засевают замещающими культурами.
Еще для борьбы с борщевиком используют укрывание непрозрачной полиэтиленовой пленкой всего участка, на котором он растет. Пленку необходимо утяжелять грузами, так как в течение двух недель после укрывания побеги борщевика будут пытаться приподнять и прорвать пленку. Пленку необходимо оставить на участке до июня следующего года (помним про семена). После снятия пленки нужно срочно засадить участок замещающими культурами.
Комбинирование всех этих методов дает неплохой результат, но только если рядом с участком, в пределах примерно полукилометра хотя бы, нет других зарослей борщевика (если есть, то борьба может продолжаться вечно).
Карты распространения борщевика Сосновского и зачем мы сделали свою
Предыстория вопроса
Борщевик Сосновского (wikipedia.org
По оценкам учёных и специалистов сейчас заражено более миллиона гектаров в европейской части России.
Распространение борщевика Сосновского Проект РНФ, № 16-14-10323 (Рук. В.Г. Петросян), ИПЭЭ РАН
О борщевике Сосновского в последнее время много пишут в СМИ, но он далеко не самое опасное растение, которое можно встретить в лесах России. Борщевик Сосновского, по крайней мере, не смертелен. К слову, на Хабре есть интересный цикл заметок о более ядовитых и смертельных растениях.
Тренд на Борщевик
Общественный интерес к картам борщевика Сосновского возрос в 2017 году. Этому способствовали:
доступность бесплатных спутниковых снимков Sentinel-2 (о том, как европейская программа Copernicus и спутники Sentinel, повлияли на разные отрасли я напишу как-нибудь отдельно)
возросший интерес к самому борщевику. По данным Google Trends видно появление скачков интереса каждое лето с 2017 года.
Борщевик Сосновского в Google Trends
Карты распространения Борщевика
К настоящему времени существует больше десятка разных карт распространения Борщевика.
По способу наполнения они делятся на:
Краудсорсинговые карты распространения борщевика Сосновского
Главным плюсом краудсорсинговых карт является то, что они, в теории, оперативно показывают самые социально значимые очаги борщевика, то есть, те места, где борщевик представляет наибольшую опасность для людей (а иначе бы без людей, никто не отметил бы его на карте). И на основе таких карт можно планировать тактические шаги по борьбе с сорняком.
На этом плюсы заканчиваются и начинается большой список компромиссов:
Краудсорсинговые карты не точны
Во многих картах в принципе не предусмотрено какой-либо информации, кроме указания точки заражения (не области) и текстового описания. На основе такой информации нельзя судить об объемах заражения и динамике.
Там, где можно указать полигон заражения, даже если не рассматривать вопросы точности, эти данные надо перепроверять. Вот пример абьюза одной из карт, на которую обратили внимание и популяризировали СМИ в мае 2021 года:
Борщевик в Кремле по данным краудсорсинга
Краудсорсинговые карты не подходят для оценки общей степени заражения
Можно спросить, а нужно ли искать борщевик там, где он не угрожает людям. Если ставить задачу глобальной победы или контроля над борщевиком, то нужно. Это вопрос экологической политики и экономики средств.
Одной из первых карт можно отметить карту РИВР (распространение инвазивных видов растений на примере борщевика Сосновского).
Одна из старейших карт распространения борщевика Сосновского. Наполняется профессионалами для профессионалов. Представляет большую ценность для научного изучения борщевика Сосновского.
Но, к сожалению, для целей планирования борьбы или сбора статистики, подходит очень ограниченно. Данные об очагах заражения обновляются от случая к случаю и карточки очагов не содержат данных о площадях.
Самой популярной среди обычных пользователей, наверное, является краудсорсинговая карта волонтёрского сообщества Антиборщевик.
Карта перезапускалась и улучшалась несколько раз. Последний перезапуск был в 2020 году: помимо возможности одновременного добавления очагов разными пользователями, добавили функционал комментариев, улучшили юзабилити.
Также на эту карту добавляются карты борщевика, распознанные по спутниковым снимкам. (об этом ниже)
Насколько мне известно, главный фокус сообщества это именно краудсорсинговая карта и ребята готовят ещё одно большое обновление по этой части.
Карта может считать краудсорсинговой:
изначально она наполнялась на основе данных от муниципалитетов
сейчас карта также обновляется на основе поступающих заявок на портал Добродел
Помимо того, что карта является рабочим инструментом для органов власти, в плюсы можно записать актуальность и отображение статуса борьбы.
Минусами этой карты, помимо стандартных краудсорсинговых, являются:
Методология, по которой в качестве очагов выделяются кадастровые участки, а не зоны распространения борщевика. Это даёт ошибку как в случае с большими кадастрами, где борщевик может быть только на небольшой площади, так и в случае со скоплениями маленьких кадастровых участков (например, коттеджные посёлки), где выделяется один «крайний» кадастр, а остальные пропускаются.
Наличие непрозрачной дополнительной прослойки между пользователем, который оформил заявку на Доброделе, и конечной карты. Таким образом, нельзя объективно судить даже о том, насколько полно эта карта отражает ситуацию на Доброделе.
Тот же оператор может, например, взять и отклонить заявку пользователя, направив стандартную отписку. Нередки случаи, когда сначала приходит отписка, и только повторное обращение приводит к каким-то результатам.
Спутниковые карты распространения борщевика Сосновского
Как я уже писал, появление доступных спутниковых снимков Sentinel-2 дало толчок к картографированию борщевика. Несмотря на низкое разрешение в 10м на пиксель, борщевик Сосновского очень хорошо виден даже на таких снимках:
его яркий зелёный цвет хорошо выделяет его на фоне растительности
он очень быстро разрастается, поэтому очаги занимают большие видимые территории
в отличие от возделываемых с/х культур, у него отсутствует какая-либо упорядоченность текстуры (или, можно сказать, что текстура случайная)
У карт по снимкам есть ряд ограничений:
разрешающая способность снимка не позволяет распознать сорняк, который занимает менее 1 пикселя
сложно определить сорняк, если он смешан с другими растениями или объектами, или закрыт от съёмки (например, в лесу)
иногда бывают проблемы с доступностью снимков для нужной территории в нужное время
Помимо Sentinel-2, можно использовать высокоточные спутниковые снимки или съёмку БПЛА. В этом случае качество распознавания существенное повышается.
Ниже примеры распознавания борщевика на высокоточных космических снимках и ортофотопланах с БПЛА.
Борщевик на высокоточных снимках (разрешение Борщевик на снимках с БПЛА (разрешение
Спутниковый индекс борщевика Сосновского?
В этой работе автор Дмитрий Рыжиков проанализировал спектральные отражения борщевика наземным спектрометром и на спутниковых снимках и заметил, что борщевик Сосновского достаточно хорошо можно определить по комбинации зеленого, синего и ближнего инфракрасного спектров.
Комбинации спектров, характерны для борщевика Сосновского и других поверхностей из диссертации «Контроль зон произрастания борщевика Сосновского по спектральным характеристикам отражённых волн оптического диапазона»
На основе комбинации этих трёх каналов он сформулировал вегетационный индекс борщевика Сосновского. Вместе с вегетационным индексом NDVI, который показывает уровень здоровья растительности, это индекс позволяет уже на каком-то уровне определять борщевик по спутнику, даже без использования ИИ моделей (хотя точность остаётся относительно невысокой).
В том же 2018 году компания Совзонд выпустила свою карту распространения борщевика по Московской области. Несмотря на свой возраст, она до сих попадает на первые страницы поиска по запросу «карта борщевика», а слой борщевика с неё многие используют у себя. Например, до середины 2021 года именно этот слой использовался в качестве основного на карте сообщества Антиборщевик.
Изначально там был только слой с данными по Московской области от 2017 года, но в последнее время добавляется все больше и больше данных.
Отдельно можно отметить, что карту стараются максимально проверить через личное посещение очагов произрастания. В 2021 году главный автор карты лично проехал половину европейской России, чтобы верифицировать карту.
Карта экспедиции сообщества Антиборщевик для верификации карты
К сожалению, по Московской области спутниковая часть карты обновлена только по 2019 году, так как по 2020 году ребятам не удалось на своём стеке технологий собрать безоблачную мозайку по Московской области.
Закрытые карты администраций регионов
Насколько я знаю, администрации отдельных регионов заказывают себе карты распространения борщевик. К сожалению, несмотря на то, что эти карты делаются на наши с вами деньги, эти карты не выкладываются в общий доступ, и сказать что-то о них сложно.
Нерешенные проблемы всех публичных карт распространения борщевика
Сопоставимость и поддержка
Каждый раз приходят новые команды и делают новую карту, на новой технологии, с новыми данными и новой методологией
Даже сейчас, когда есть набор спутниковых данных за 5 лет, нет карт одного и того же региона в динамике
Поиск баланса между стремлением к идеальному «качеством» и практическим применением того, что уже получается
Ограниченность доступного технического ресурса (в основном для спутниковых карт)
Многие спутниковые карты борщевика сделаны на простых моделях, а иногда даже просто на ручном анализе спектров (например, по тому же индексу борщевика), которые фундаментально ограничены по точности
В общем, посмотрев на все это, мы решили сделать для себя ещё одну карту.
Зачем мы сделали ещё одну карту?
Когда мы задумывались о своей карте зимой 2020-2021, единственная рабочая карта по Московской области была за 2017 год. Сейчас появилась за 2019 год. Надежды, что летом 2021 в публичном доступе появится карта за 2021 год, нет до сих пор.
Есть проект активистов из Борщевиктори по 2021 году, но предположу, что он будет завершен уже осенью. Кстати они ищут ищут волонтеров для верификации самых зараженных районов.
Вызов, который мы решали для себя – сделать карту во время сезона борьбы с борщевиком, чтобы можно было использовать ее для реальной работы в сезоне
Нужен был свой движок, чтобы можно было в реальном времени анализировать свежие данные. Например, для контроля качества обработки борщевика.
Нас не устраивало качество доступных карт, как с точки зрения точности распознавания, так и закрытости информации по исходным данным для распознавания
Карта борщевика в Московской области по данным 2021 года
Так выглядит пример самой карты с распознанным борщевиком Сосновского (снимок Sentinel-2, 1 пиксель = 10х10 метров)
Участок карты с распознанным борщевиком Сосновского
Согласно нашей карте, распознанная площадь заражения борщевиком по Московской области составила 34 тысячи гектар
Карта заражения Московской области борщевиком Сосновского в 2021 году
Городские округа с наибольшей площадью заражения борщевиком:
Очевидно, что эти данные не полностью отражают реальную картину:
С одной стороны, все участки заражения борщевиком Сосновского меньше 10х10 метров или участки со смешанной растительностью не определяются из-за ограничений спутниковых снимков Sentinel-2.
Оптимизируя параметры моделей, мы ставили в приоритет Recall за счёт Precision. Задача была не пропустить участки борщевика там, где они есть, пусть и пришлось расплачиваться за это
10-15% ложных срабатываний.
Уже в текущем виде карта позволяет уточнить контуры распространения борщевика и сократить расходы и время на его дальнейшую обработку.
Ниже представлено, насколько может отличаться контур обработки борщевика, нарисованный человеком в системе РГИС Московской области (жёлтый контур), и контур, распознанный моделью (красный контур).
Сравнение данных РГИС и ИИ модели
Особенности технической реализации:
Карта сделана на основе Sentinel-2, с верификацией отдельных районов по высокоточным снимкам и ортофотопланам с БПЛА
Используются свежие данные за 2021 год (никто ещё не делал по 2021 году)
Используем модели компьютерного зрения (если коротко, то свёрточные сети тайлами от 5х5 пикселей), а не просто фильтры по спектрам или 1-пиксельные модели
Такой подход показал свою эффективность при анализе с/х земель, где одним из отличительных признаков является текстура
По нашей оценке, за счёт такого подхода удаётся повысить точность на 15-20%
Проанализировали множество снимков, начиная с 2018 года, чтобы иметь возможность оценить участки в динамике
Пришлось скачать свыше
1 ТБ спутниковых снимков за все года
Примеры применения технологии картирования борщевика для других целей
Обе темы заслуживают отдельного подробного рассказа, поэтому в этой заметке только кратко их затрону.
Сделали MVP, который накладывает карту борщевика на кадастровый слой и определяет кадастровые участки с необработанным борщевиком
С юридической точки зрения, подобная система не может быть основанием для выписки предписаний. Но с такими данными в разы повышается эффективность работы инспекторов, которые могут заранее понять, куда надо ехать для проверки.
Научились проводить аудит подрядчиков по борьбе с борщевиком
Со спутника отлично видно, какие очаги борщевика были обработаны, а какие нет.
Если будем продолжать, то наметили для себя несколько направлений, куда двигаться дальше
Моделирование распространения. То есть прогнозировать границы очагов борщевика Сосновского в следующем году на основе текущего
Использование временных рядов для более точной оценки наличия и определения расцвета борщевика
Оценка распространения борщевика Сосновского в лесу на основе периметра леса
Заключительное слово и благодарности
Отдельно хочу поблагодарить своего коллегу Даниила Овсянникова, который в 2020 году облетал на БПЛА борщевик в большинстве районах Московской области, а потом провёл кучу бессонных ночей и выходных для того, чтобы подготовить корректную разметку данных для обучения моделей.