Інтелектуальна система моделювання гідрологічних, кліматичних та екологічних процесів
Концепція
ДЕРЕВНИЙ ШТУЧНИЙ УМІН - це інтелектуальна аналітична платформа, яка є центральним елементом екосистеми DREVO Живі гори. Вона поєднує дані з датчиків, безпілотників, супутників, роботизованих систем та цифрового двійника для моделювання природних процесів, прогнозування змін та підтримки прийняття рішень.
На відміну від традиційних систем моніторингу, DREVO AI не тільки фіксує те, що відбувається, але й моделює можливе майбутнє, оцінюючи наслідки інженерних рішень, кліматичних змін та відновлення екосистем.
Головний принцип:
Розуміти майбутнє стану екосистеми ще на початок відновлювальних робіт.
Основні завдання
DREVO AI забезпечує:
моделювання гідрологічних процесів;
моделювання кліматичних процесів;
моделювання розвитку екосистем;
прогнозування природних ризиків;
оптимізацію відновлювальних заходів;
автоматичну оцінку ефективності проекту;
підтримку стратегічного управління природними ресурсами
Архітектура системи
DREVO AI складається із кількох спеціалізованих модулів.
Гідрологія ШІ
Моделює:
випадання опадів;
поверхневий стік;
інфільтрацію;
рух ґрунтових вод;
харчування джерел;
роботу всіх дев'яти каскадів;
сезонний водний баланс;
паводкові процеси.
Дозволяє заздалегідь визначити:
місця утворення нових ярів;
ділянки можливих підтоплень;
зони недостатньої інфільтрації;
ефективність системи Гірська губка.
Кліматичний ШІ
Аналізує:
температуру повітря;
вологість;
вітер;
випаровування;
транспірацію;
снігові запаси;
ймовірність утворення туману;
мікрокліматичні зміни.
Використовується спільно з Система хмарності та туману DREVO для керування локальною вологістю.
Екологічний ШІ
Моделює:
зростання лісів;
розвиток рослинних угруповань;
поширення видів;
відновлення біорізноманіття;
розвиток мікоризи;
накопичення органічної речовини;
відновлення боліт;
сукцесію екосистем.
Дозволяє прогнозувати розвиток лісів на десятиліття вперед.
Штучний інтелект ґрунту
Аналізує:
утворення гумусу;
структуру ґрунту;
вологість;
інфільтраційну здатність;
вміст вуглецю;
біологічну активність.
Система прогнозує зміну родючості ґрунту після реалізації відновлювальних заходів.
Штучний інтелект біорізноманіття
Оцінює:
різноманітність видів;
стан популяцій;
міграційні шляхи;
інвазивні види;
екологічну зв'язність;
стійкість екосистем.
Штучний інтелект ризику
Автоматично розраховує ризик:
паводків;
посух;
лісових пожеж;
зсувів;
селевих потоків;
ерозії;
деградації лісів;
засолення прибережних територій.
Робота з дев'ятьма каскадами
Каскад 1 - Гребінці
Аналізуються:
накопичення снігу;
вітрові навантаження;
утворення туману;
розподіл опадів.
Каскад 2 - Верхні схили
Моделюються:
інфільтрація;
розвиток ерозії;
ефективність мікротерас;
стійкість схилів.
Каскад 3 - Середні схили
Прогнозуються:
зростання лісів;
накопичення біомаси;
розвиток гумусу;
водоутримуюча здатність лісової "губки".
Каскад 4 - Яри та струмки.
Розраховуються:
швидкість потоків;
транспорт наносів;
ефективність порогів;
відновлення русел.
Каскад 5 - Підніжжя
Визначаються:
обсяги інфільтрації;
заповнення басейнів;
поповнення водоносних горизонтів;
доступність води для сільського господарства
Каскад 6 - Заплави
Прогнозуються:
сезонні затоплення;
відновлення боліт;
накопичення алювіальних ґрунтів;
динаміка заплавних лісів.
Каскад 7 - Естуарій
Аналізуються:
якість води;
міграція наносів;
стан дельт;
ризик засолення;
поповнення прибережних водоносних горизонтів
Каскад 8 - Прибережна зона
Моделюються:
ерозія берегів;
перенесення піску;
розвиток дюн;
стійкість лагун;
вплив штормів.
Каскад 9 - Відкрите море
Аналізуються:
випаровування;
теплообмін;
стан морських екосистем;
зв'язок із атмосферною циркуляцією;
впливом геть регіональний клімат.
Сценарне моделювання
DREVO AI дозволяє наперед оцінювати наслідки різних сценаріїв.
Екстремальні зливи
Система розраховує:
шляхи руху води;
можливі руйнування;
ефективність каскадів;
необхідність додаткових інженерних рішень.
Посуха
Визначаються:
швидкість зниження вологості;
стан лісів;
стійкість джерел;
потреба у додатковому зволоженні.
Лісові пожежі
Система моделює:
ймовірність виникнення;
поширення вогню;
вплив вітру;
доступність джерел води;
ефективність протипожежних заходів.
Відновлення лісів
AI прогнозує:
швидкість зростання;
зміна біорізноманіття;
накопичення вуглецю;
впливом геть водний баланс;
термін формування зрілої екосистеми.
Самостійне навчання
Система постійно удосконалює моделі.
Джерела даних:
Обсерваторія «Жива гора»;
Дрон TREVO AeroSense;
Гірський цифровий двійник;
супутникові спостереження;
польові дослідження;
архів кліматичних даних.
Кожен новий сезон підвищує точність прогнозів.
Підтримка ухвалення рішень
DREVO AI формує рекомендації щодо:
розміщення нових лісових коридорів;
будівництву мікротерас;
відновлення джерел;
створення інфільтраційних басейнів;
боротьбі з ерозією;
оптимізації протипожежної інфраструктури;
розміщення нових датчиків.
Рекомендації є інструментом підтримки прийняття рішень та вимагають експертної перевірки перед реалізацією.
Інтеграція
DREVO AI є інтелектуальним ядром усієї платформи.
Він об'єднує:
Гірська губка DREVO;
Відновлення Маунтін-Спрінгс;
Гірсько-лісові коридори;
Система хмарності та туману DREVO;
Обсерваторія «Жива гора»;
Гірський цифровий двійник;
Дрон TREVO AeroSense;
Гірський ровер DREVO;
DREVO Розумне сільське господарство;
Ініціатива щодо стійкості водних та ґрунтових ресурсів прибережних зон Атлантики та Середземного моря (AMCWSRI).
Очікувані результати
Після впровадження системи досягаються:
підвищення ефективності відновлювальних заходів;
зниження ризику інженерних помилок;
раннє виявлення природних загроз;
підвищення стійкості екосистем;
зниження витрат на моніторинг та управління;
прискорення прийняття рішень;
можливість довгострокового прогнозування розвитку водозбору;
накопичення наукової бази даних для керування природними територіями.
Місія проекту
ДЕРЕВНИЙ ШТУЧНИЙ УМІН є інтелектуальним центром проекту DREVO Живі гори. Якщо Обсерваторія «Жива гора» служить нервовою системою, Дрон TREVO AeroSense — очима, а Гірський цифровий двійник - Цифровим мозком території, то ДЕРЕВНИЙ ШТУЧНИЙ УМІН стає аналітичним інтелектом усієї платформи. Він об'єднує дані про гідрологічні, кліматичні та екологічні процеси, перетворюючи їх на прогнози та науково обґрунтовані рекомендації, які допомагають відновлювати гірські екосистеми швидше, точніше та стійкіше в умовах клімату, що змінюється.