第三届中国林草计算机应用大会成果展示五、六

来源:咨询部 中国林学会资讯 发布时间:2023-05-22

分会场五:

数字孪生与元宇宙赋能智慧林草建设

图片

数字孪生与元宇宙技术为解决林草资源信息同步更新,实时反馈和智能决策等问题提供了新的技术手段,推动林草可视化逐步向虚实融合、智能交互和参与决策等方向发展,提高林草智慧化水平。近日,第三届中国林草计算机应用大会分会场五以“林草数字孪生与元宇宙”为主题进行研讨交流,40余人参与。分会场报告由西北农林科技大学王美丽教授和安徽农业大学董斌教授共同主持。

图片

浙江大学金小刚教授展示了创意研究,包括绚烂多彩的手绘烟花、气势磅礴的时装展示,将计算机辅助创意建模思想应用于三维树木建模领域,用于高效创建相似而不同的树木、形状独特的树木、风格化树木动画,分享了一种新颖的分枝模式感知且拓扑保持的树木渐变动画方法,该方法能够在拓扑结构多变的树木间同时生成视觉上自然美观的树叶和树枝渐变动画特效,平滑地将三维树木变形成为用户通过视点相关二维草图定义的特殊形状,在变形过程中保持中间树木外观形态的几何意义。

图片

大势智慧科技有限公司刘文轩工程师针对现实世界数字化相关的工作,以高精度建模需要的文物场景和地理场景为例,介绍了多角度激光扫描数据融合图像的高精度三维重建技术,基于摄影测量的大规模三维场景数字化的硬件、算法、自动处理和相关技术,以及结合我国实景三维中国建设中遇到的大场景、超高分辨率图像匹配、重建等难题,提出内容感知的城市三维重建、超大规模处理技术和软硬一体化的成套技术体系,并成功应用于智慧城市、国防建设、大型赛事、文化遗产保护等众多领域。

图片

南京信息工程大学潘志庚教授结合自己近30年承担的与虚拟现实相关的课题,讨论虚拟现实与人机交互技术的发展,以及向元宇宙过渡的技术脉络。讨论了元宇宙的关键技术以及可能的应用场景,为元宇宙技术在智慧林草的应用推广提供了新思路。

图片

中央广播电视总台新闻中心经济新闻部苏斌主任编辑提出构建未来数字世界的核心问题——创建一个新引擎。报告指出引擎是新的数字世界的基础,而引擎的基础依靠算法和算力来支撑。构建数字基础和数据化处理是未来所有行业最重要的基础工作,在引擎的支撑下,林草行业可快速实现数字化转型。

图片

南京林业大学云挺教授就林木表型参数的精准获取与三维实体模型的平行映射等问题,分享了近年设计的人工智能与机器视觉相关算法及应用于林木激光点云的表型参数提取的成功案例,介绍了面对不同自然环境变迁下,如太阳辐射、风害胁迫等,所产生的林木表型参数变化量反演,以及基于计算得到的林木生长参数,研究不同栽培种植模式下的林木实体模型与数字孪生实景重现,促进人工智能及元宇宙技术赋能林业高质量发展等内容。

图片

中国林业科学研究院资源信息研究所副所长张怀清研究员分享了林草数字孪生、元宇宙技术与应用中的难点和业务需求点,就林草资源环境和生态系统的物联感知化、实体模型化和交互实时化进行了阐述,探讨了林草数字孪生和元宇宙技术在林草资源监测、国家公园和自然保护区智能监管、动植物智能观测、生态多样性监测、灾害应急响应等方面的应用能力。

图片

中南林业科技大学硕士研究生雷志超分享了基于孪生注意力网络的林业遥感影像变化检测,提出了改进的位置自注意力模块,提高目标分割能力,并着重介绍了基于高分辨率网络(High-Resolution Net HRNet)改进的孪生神经网络。通过在三类公开数据集上面进行测试,结果表明,能够检测出真正的变化。

图片

中国林业科学研究院亚林所硕士研究生武浩然分享了基于机器学习和无人机高光谱图像的香椿嫩叶识别。首先对获取到的图像进行预处理,利用随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)、决策树(DT)、偏最小二乘判别分析(PLSDA)和支持向量机(SVM)5种算法构建分类模型,最后进行结果分析,表明五种算法构建的模型均具有令人满意的精度。

图片

福建农林大学硕士研究生左雪漫分享了2000—2018年乔木林覆盖变化趋势分析,利用一元线性回归分析法和Sen+Mann-Kendall非参数检验法,分析了中国大陆各县区的乔木林时间变化趋势及其显著性,并应用空间自相关模型探索乔木林覆盖变化的空间分异特征。结果表明,从整体上来看,中国乔木林丧失高于恢复,南部县区乔木林覆盖变化活跃。

专家们一致认为,数字孪生与元宇宙技术作为智慧林草的关键技术,对提升林草信息化服务能力至关重要,由于林草行业具有生长环境复杂、三维建模难度大、应用场景特殊等特点,建议聚焦基于生长模型的林草三维建模与可视化,构建基于数字孪生的智慧监管技术,发展跨平台多人参与互动的林草生态元宇宙技术,打造林业数字世界新引擎等领域展开研究,突破大规模林草资源多样性高效建模、孪生模型的智能反馈和自然交互、虚实融合的林草智能监管决策、构建林业行业独有的数字引擎等关键技术问题,利用数字孪生、元宇宙技术解决林草全生命周期的信息同步,从而服务于智慧监管的业务需求,解决落地难、实用性差等突出问题。


分会场六:

精准计量林草碳汇能力,助力双碳目标实现

图片

森林、草原和湿地是陆地生态系统中碳储量和碳汇能力贡献最大的生态系统,实现林草生物量与碳汇精准估算,助力林草资源经营管理,是推进双碳目标实现的重要基础。第三届中国林草计算机应用大会分会场六以“林草生物量与碳汇估算”为主题,包含了5个特邀报告和5个专题报告。分会场报告由福建农林大学余坤勇教授、西南林业大学张王菲教授共同主持。

图片

中国林业科学研究院科技信息研究所何友均研究员针对我国碳市场建设和实践过程中目前所存在的问题,从碳汇交易制度和政策体系、减排管理机制、明晰林业碳汇产权、简化林业碳汇开发备案程序、建立林业碳汇多元化补偿和投入机制、有序扩大林业碳汇市场需求等方面提出具体建议,为完善我国林业碳汇交易制度提供辅助决策。

图片

中国林业科学研究院资源信息研究所李海奎研究员以乔木林生态系统植被生物量碳库为对象,基于乔木层、灌木层和草本层的分层角度,探讨样地尺度的碳储量估测方法,实现全国乔木林生态系统植被碳储量的估测,预测不同经营情景下未来碳汇潜力,为国家和地方实现碳中和目标提供基础数据支撑。

图片

福建师范大学陆灯盛教授分享了当前森林生物量遥感估测建模研究方法,介绍热带和亚热带地区森林生物量Landsat, SAR, Lidar等遥感数据的估测建模方法和存在问题,提出森林生物量遥感估测建模相关建议,为森林生物量遥感估测精度提升提供思路。

图片

南京加林系统工程技术有限公司刘国良博士结合国家双碳目标建设需求,分析了经营措施对森林资源碳汇能力的影响,提出数字化模型与碳汇云平台对林业碳汇测算的支撑作用,并介绍研发的中国数字林业与碳汇云平台http://forestcloud.cn,可实现的功能及对碳汇估算的作用,为各省与国家的双碳目标建设提供辅助。

图片

东北林业大学李林辉讲师以黑龙江省帽儿山地区为例,利用大数据技术、人工智能技术,结合多期的资源调查数据,建立区域的碳汇大数据平台。

图片

西南林业大学陆驰博士分享了用单木生物量水平分布模型与抽样方法结合形成一种新的生物量估算方法。

图片

南京林业大学田雷博士整合了斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型和生态系统服务与权衡综合评价(InVEST)模型,评估了广东LUCC和生态系统碳储量的时空动态变化。

图片

中南林业科技大学卢灵锋硕士以杉木人工林为研究对象,探讨了单一木材经营和碳汇木材复合经营的不同经营目标下的杉木人工林的最佳轮伐期、碳汇成本以及林地期望价值,分析不同碳价格和贴现率变动的敏感性变化。

图片

中南林业科技大学宋柯馨硕士以MODIS影像为数据源,结合西藏自治区实测样地的AGB数据,探讨了研究区草地AGB机器学习模型估测及空间分布制图方法。

森林和草原是增强碳汇功能的主要方面,如何科学计量林草、特别是森林的碳汇量,助力实现双碳目标是当前林业工作的重中之重。碳汇计量、核算、监测、核证等过程较复杂,使用遥感、人工智能、模型模拟等新技术代替传统测量方式,为国家提供准确、可靠的林草碳汇数据,对于降低碳汇调查监测成本具有重要意义。