“天空地”精準(zhǔn)鎖定“患癌”松樹 人工智能擊潰林業(yè)絕癥
封面新聞 記者 田之路
一棵松樹的壽命可達(dá)千年，但若得了“松材線蟲病”，40天就宣告死亡。廖小露是四川測繪地理信息局測繪技術(shù)服務(wù)中心應(yīng)急測繪無人機(jī)中隊(duì)的副隊(duì)長，近期剛完成廣元、西昌130平方公里松材線蟲病疫情的航飛監(jiān)測。談起首次看到患病松林的情景，他記憶猶新：“整個(gè)山一片紅，沒有生命的氣息。”如今，在眾多部門的努力下，松林動(dòng)態(tài)一舉掌控，重回健康。
松林“患癌” 大膽設(shè)想催生跨界合作
一棵松樹染病，一片森林遭殃。松材線蟲病傳染性極強(qiáng)，是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中最具危險(xiǎn)性、毀滅性的病害之一。由于不能根治，又被稱作“松樹的癌癥”。
自2004年四川首次發(fā)現(xiàn)松材線蟲病以來，僅僅16年，疫區(qū)已涉及42個(gè)縣（市、區(qū)），導(dǎo)致數(shù)百萬株松林死亡，全省5000萬畝松林、20％的森林資源面臨威脅。自然保護(hù)地、長江上游重點(diǎn)林區(qū)，更是談之色變。
為守住片片蒼翠，夯實(shí)生態(tài)保護(hù)責(zé)任，四川將松材線蟲病防治納入政府年度目標(biāo)責(zé)任考核，強(qiáng)化問責(zé)。曾經(jīng)因?yàn)榉揽夭涣Γ糠值胤秸嚓P(guān)負(fù)責(zé)人被省政府集體約談。
“第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)、第一時(shí)間除治，至關(guān)重要。”四川省林業(yè)和草原有害生物防治檢疫總站相關(guān)負(fù)責(zé)人說，松材線蟲病如同新冠肺炎疫情，漏掉一棵病樹都會(huì)造成“病毒”擴(kuò)散。傳統(tǒng)監(jiān)測主要依靠人工巡查，蜀地山大谷深，很多地方人去不了，同時(shí)也容易出現(xiàn)遺漏，達(dá)不到“全面監(jiān)測、精準(zhǔn)監(jiān)測”的目的。“真是愁人啊！”
2016年8月，一個(gè)偶然的會(huì)議間隙，原四川省林業(yè)廳得知四川測繪地理信息局測繪技術(shù)服務(wù)中心有衛(wèi)星遙感技術(shù)和多種類型的無人機(jī)，能夠提供不同地形、面積的影像和技術(shù)支撐，“可不可以用來監(jiān)測枯死松樹呢？”
多方協(xié)作 精準(zhǔn)鎖定疫木信息
很快，“松材線蟲病天空地一體化立體監(jiān)測技術(shù)研究”項(xiàng)目在省科技廳立項(xiàng)，雙方發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，向防控松材線蟲病發(fā)起挑戰(zhàn)。“防控行動(dòng)分為普查、詳查、核查三部分。”四川測繪地理信息局測繪技術(shù)服務(wù)中心主任程多祥的介紹。
核查，指在地面上，通過手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端上的智能核查軟件系統(tǒng)，實(shí)地統(tǒng)計(jì)、標(biāo)定患“癌”松樹，對(duì)病樹及時(shí)進(jìn)行砍伐和無害化處置。
川東，300萬畝林區(qū)，1個(gè)月完成航飛。最重要的是，核查點(diǎn)區(qū)域的影像判讀準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。林業(yè)部門“按圖索驥”，拔除處置一棵棵枯死松樹，對(duì)新合作方式贊不絕口。
為進(jìn)一步提高效率，中心組建科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了枯死松樹人工智能（AI）識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)航拍的枯死松樹實(shí)現(xiàn)了“一鍵化”“智能化”識(shí)別。
“AI自動(dòng)識(shí)別效率可達(dá)單張影像0.2秒，輔以人工判識(shí)精度可達(dá)到95%以上，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工識(shí)別效率低、易漏判錯(cuò)判等問題。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)工程師陳笑峰介紹。
疫木形態(tài)各異，需要大量樣本供技術(shù)人員模型訓(xùn)練，這是AI精準(zhǔn)識(shí)別的關(guān)鍵和難點(diǎn)。“就像特斯拉的自動(dòng)駕駛功能，要經(jīng)過幾百萬的樣本模擬訓(xùn)練后，才能準(zhǔn)確判斷出遇到的各種情況。”陳笑峰引喻。對(duì)此，中心構(gòu)建了松材線蟲病枯死松樹影像解譯樣本庫，采集了30萬個(gè)樣本，涵蓋了枯死松樹早期、中期、后期等各階段疫木類型。
“在此基礎(chǔ)上，我們形成了全省疫情監(jiān)測防控一張圖，建成疫情監(jiān)測天空地一體化數(shù)字平臺(tái)，為林業(yè)部門快速掌握疫木數(shù)量及空間定位分布，開展精準(zhǔn)除治、效果督查、疫情防控等工作提供了科學(xué)支撐。”程多祥說。
雙方合作5年來，全省500余萬畝松林完成“體檢”，林業(yè)有害生物防治效率和準(zhǔn)確性顯著提高。省級(jí)評(píng)估成果顯示，去年上半年四川疫木除治數(shù)量約160萬株，同比下降56.64%！
深冬的川蜀森林，“轟轟”的伐木油鋸聲響徹云霄。
記者了解到，目前四川已形成了面向長江上游生態(tài)屏障重大植物疫情遙感立體監(jiān)測產(chǎn)品技術(shù)解決方案。相關(guān)科技成果在貴州、安徽推廣應(yīng)用，集測繪、森防等行業(yè)專家及技術(shù)力量編制形成的《松材線蟲病致死松樹無人機(jī)遙感監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》地方標(biāo)準(zhǔn)即將落地。
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