Алгоритмы против незаконной вырубки. Как стартап хочет спасти 10 млн га украинских лесов

По данным издания Texty.org.ua, с 2011 по 2018 годы в Украине срублено 5175 кв км лесов. Только по официальной статистике, в течение последних десяти лет нелегальная вырубка составляла порядка 20 тыс. кубометров лесов в год, а в 2019 году превзошла 100 тыс. Общий объем "черного нала", за который покупается нелегальная древесина, может составлять до 10 млрд грн в год*. 

Украинский стартап Deep Green Ukraine разрабатывает сервис, который позволит выявлять нелегальную вырубку леса в стране, основываясь на анализе открытых данных. 

Команда стала одним из победителей Open Data Challenge (конкурса стартапов, которые используют открытые государственные данные) в 2020 году и получил финансирование в размере 1,4 млн грн на доработку технологии и запуск массовой версии. 

Участники команды проекта заявляют, что их сервис позволит государству сэкономить сотни миллионов гривень. Редакция Liga.Tech поговорила с представителями Deep Green Ukraine Леонидом Шумило и Дмитрием Карабчуком о работе их сервиса. 

Кто занимается проектом? Какой у вас бэкграунд и какие роли в проекте?

ЛШ: Проект Deep Green Ukraine внедряется совместными усилиями Института космических исследований Национальной академии наук Украины и Государственным космическим агентством Украины, ОО "Центр Мониторинга Власти" и ОО "Лесные инициативы и общество". Также реализацию проекта поддерживает Лесная Служба США и Международное агентство экологических расследований. 

Дмитрий с командой ОО "ЛИиО" и Константин Пионтковский с командой ОО "Центр мониторинга власти" занимаются юридической частью, открытыми государственными данными, полевыми выездами, а также коммуникациями. Я вместе с командой Института космических исследований НАНУ и ГКАУ, занимаемся технологической частью проекта.

Госагентство лесных ресурсов выпустило приложение "Лес в смартфоне", где можно проверить легальность вырубки. Чем вы отличаетесь?

ДК: Наша система сравнивает реальные данные о месте и объеме рубок с космических снимков с лесными картами и официальными разрешениями на вырубку леса. Гослесагентство не использует космические снимки для мониторинга изменений лесного покрова в приближенном к реальному времени. 

Какие открытые данные вы используете? 

ЛШ: Спутниковые данные. Они предоставляются бесплатно Европейским космическим агентством (ESA) и программой Copernicus. Copernicus предоставляет данные с двух спутников Sentinel-1 и Sentinel-2.

Sentinel-1 используют принцип активной съемки: излучают радиоволны на землю, а сенсор спутника воспринимает отраженный сигнал. Они не боятся ни погоды, ни плохого освещения, ни облаков. Единственными недостатками являются сложный процесс обработки данных и наличие шума, для борьбы с которым необходимы дополнительные этапы фильтрации таких данных. Частота обновления этих данных – шесть дней. 

Sentinel-2 предоставляют оптические спутниковые данные в видимом и невидимом спектрах света. Этот спутник использует пассивный тип сенсора и снимает в 12 спектральных диапазонах. Частота обновления этих данных – пять дней. 

За неделю мы точно имеем один снимок Sentinel-2 и один – Sentinel-1, а также снимки в исторической ретроспективе. Даже если дни облачные и снимки Sentinel-2 не информативны, у нас есть информация со спутника Sentinel-1. 

Один пиксель нашей спутниковой карты отвечает квадрату земли 10*10 м. Такое пространственное разрешение удовлетворяет потребности мониторинга лесных насаждений на уровне страны и активно используется во всем мире. 

Алгоритмы для работы со спутниковыми данными на основе глубокого обучения разработали специалисты Института космических исследований НАНУ и ГКАУ. У нас уже есть результаты в сфере сельского хозяйства. Наш институт есть частью Европейской программы ERA-Planet и много технологий мы разработали в таких проектах, как GEOEssential и SMURBS. Сейчас используем их в проекте Всемирного Банка "Поддержка прозрачного управления земельными ресурсами в Украине" и Deep Green Ukraine.

Мы сначала используем модель для постройки так называемого landcover – карты земного покрытия. Мы берем годовой landcover и определяем, где лес исчез.

Почему именно такая механика работы сервиса?

ЛШ: Другого способа нет. Спутниковые данные – самые объективные и они есть в открытом доступе. Можно заниматься краудсорсингом и собирать данные от разных пользователей. Вопрос в том, сколько людей откликнется. Это подходит скорее для валидации результатов.

Какие вообще бывают нарушения в вырубке леса? 

ДК: Нелегальные рубки без разрешительных документов, когда кто-то просто пришел в лес и срубил дерево на свое усмотрение. Иногда это делают предприниматели, которые что-то производят из древесины. Некоторые из них занимаются селекционной рубкой – когда вырубаются только ценные породы: дуб или ясень. Такие случаи составляют всего 0,1% от всех нелегальных рубок. Они учитываются и нашей статистикой, Госагентством, и лесниками. Но не всегда полностью. Иногда лесники за взятки закрывают глаза на такие случаи или сами воруют. 

Второй вид нарушений – участок предназначен для вырубки, но в нем учитываются не все деревья либо неверно указан объем и качество. По документам проходит 100 кубометров дров, а по факту – 150 кубометров нормальной древесины. Это уже мафиозная структура, которая включает в себя людей из числа сотрудников лесного хозяйства, правоохранителей и даже политиков.

В прошлом году НАБУ задержала директора лесхоза Харьковской области, где была незаконная вырубка около 100 000 кубометров древесины. Директор хотел подкупить за $100 000 следователя НАБУ, чтобы он повлиял на ход дела. Во время задержания у него нашли еще $100 000. Это не единичный случай. Некоторые представители власти оценивают теневой рынок древесины в 10 млрд грн ежегодно.

Такие вырубки наш сервис не может определить. Но Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Украины хочет обязать продавать всю древесину через Prozorro. Так можно будет оценивать объемы вырубки и качество древесины. Сейчас есть площадки по продаже древесины, но по информации от покупателей они тоже часто участвуют в сговоре.

Третий вид – когда вырубка происходит не на том участке, который фигурирует в разрешении, а там где лучший лес. Это наш сервис может фиксировать.

Четвертый – когда под санитарную вырубку определяется здоровый лес. 

Ваш сервис сможет определять состояние леса?

ЛШ: Спутники видят лес не только в видимом спектре. По ним можно оценивать качество вегетации. Этот показатель позволяет анализировать спектральную кривую за год, до каких значений доходит вегетация, есть ли нездоровый или мертвый лес.

ДК: Мы планируем развить сервис до уровня, когда сможем выявить и сравнить состояние здоровья леса в динамике. Тогда мы сможем вычислять, что лес, который прошел по документам как больной, на самом деле таковым не был.

Санитарные рубки – это большая проблема?

ДК: Это самая большая проблема масштабной внеплановой неконтролируемой вырубки. С их помощью вырубается больше лесов (47%), чем было запланировано рубками главного пользования (36%). 

Очень часто этот лес растет на экологически чувствительных территориях (в высокогорье, на крутых склонах, выполняет различные природоохранные функции) или еще не созрел до вырубки, или имеет ограничения по площади вырубки.

Недавно был скандал с IKEA: якобы древесина была вырублена в Украине с нарушениями. Вы анализировали этот кейс? 

ДК: На обнародованных видео и в отчете видно, что нарушено, по крайней мере, два закона Украины. Согласно "Закону об оценке воздействия на окружающую среду", вырубка более 1 га леса должна пройти согласование с Минприроды и обсуждение с местной общиной. Этого не произошло, хотя было вырублено 1,2 га. Санитарные рубки проводились в запрещенный "Законом о животном мире" период тишины.

Госагентство заявляет, что в Украине за 5 месяцев на 46% снизилась незаконная вырубка лесов. Что можете сказать об этих данных?

ДК: Госагентство не знает (и никто не знает), сколько на самом деле древесины вырубается незаконно. Оно использует только те данные, которые были зафиксированы и переданы в правоохранительные органы. 

Так, Госагентство говорит, что ежегодно в лесах Украины незаконно вырубается только 0,1% древесины. Ученые говорят, что показатель выше – от 2% до 25%, а в отдельных регионах и до 50%. По данным наших активистов и полевых проверок, речь может идти о сотнях тысяч и более чем миллионе кубометров ежегодно. Только в прошлом году на одной Харьковщине было обнаружено около 100 000 незаконно вырубленных деревьев. Это было причиной непредвиденного скачка в регулярном отчете Гослесагентства. 

То есть эта цифра в отчете повысилась в 2019 году в 5 раз только по результатам тщательной проверки лесов в 2-3 лесхозах Гослесагентства из около 350-ти. Что было бы, если бы так проверили все лесхозы? 

На каком этапе находится проект?

ЛШ: Есть первая рабочая модель, которая выдает результаты по выявлению исчезновения леса. Мы ее тестируем и отлаживаем. Сначала будем тестировать в четырех пилотных областях: Киевской, Львовской, Закарпатской и Одесской, а затем масштабировать на всю Украину. 

Сайт в разработке. Планируем запустить для всех пользователей приблизительно через шесть месяцев. 

Система мониторинга незаконных рубок лесов начнет полноценно работать в начале лета 2021 года. Но пользователи могут к нам обращаться через Facebook и почту. Кроме того, у нас есть Telegram-бот. Через эти каналы можно просить, чтобы мы провели анализ территории. А через бота фиксировать нарушения в лесу и получать аналитику о зафиксированных участках леса.

Палки в колеса не вставляют?

ДК: Есть проблемы с доступом к открытым государственным данным и их качеством. Если он будет блокироваться, существование нашей системы будет под вопросом. Одному из наших разработчиков однажды перекрыли доступ к данным по IP-адресу. Он сменил IP-адрес и дальше работает. Но полагаем, что раз прецедент был, Гослесагентство нам не союзник в разработке системы. Хотя это единственный орган, которому наше существование должно быть выгодно. 

Второй нюанс – полнота данных. Система находила вырубки, считала их незаконными, а потом выяснилось, что на них есть билеты, просто нельзя идентифицировать, на какой участок леса выдано разрешение. Если адрес не указан и система идентифицирует какую-то вырубку, она автоматически считает ее незаконной. Это подрывает доверие к эффективности системы. 

В украинском законодательстве нет ответственности за публикацию неполной информации. Нужно его менять, чтобы у проектов вроде нашего не было таких препятствий.

Читайте также

Как будете зарабатывать?

ДК: Скорее всего, за счет дополнительных сервисов, в том числе аналитики спутниковых снимков высокого разрешения. Думаем, что более детальная карта территорий будет интересна ОТГ. Но вообще такой сервис должен в будущем перейти на баланс государства.

* – сумма была уточнена после публикации.

Подписывайтесь на LIGA.Tech в Telegram: только важное