Tutkimus tuo droonit ja tekoälyn taisteluun kirjanpainajia vastaan

Aspect-tutkimushanke keskittyi erityisesti kuusia tappaviin kirjanpainajiin, jotka ovat tällä hetkellä yksi suurimmista riskeistä boreaalisille metsille.

Drooniin asennettavien kameroiden ja sensoreiden yhdistäminen tekoälyn kanssa tuo entistä tarkempaa tietoa metsien kunnosta. Droonien avulla metsän kuntoa voidaan mitata jopa yksittäisen puun tarkkuudella. Tarkka mittaustieto mahdollistaa muun muassa varhaisten häiriöiden tunnistamisen ja metsän hoitotarpeen määrittämisen.

Kirjanpainaja on pieni ruskea kaarnakuoriainen, joka elää maassa. Se lähtee lentoon touko‒kesäkuussa ilman lämmettyä 18‒20 asteeseen. Kuva: Kimmo Haimi

Erityisesti kuusia pystyyn kuivattava kirjanpainaja on hyötynyt lämpimistä ja kuivista kesistä. Kirjanpainajien odotetaan runsastuvan ilmastonmuutoksen myötä. Tämän takia metsien terveyden kartoitus on tulevaisuudessa yhä tärkeämpää, jotta metsänomistajien taloudellisia menetyksiä voidaan minimoida.

Kirjanpainajaiskemän vaikutuksesta kuusen neulasten väri muuttuu vihreästä keltaiseksi, punaiseksi ja lopuksi harmaaksi. Muutos neulasten värissä voidaan havaita metsän yllä lentävällä droonilla.

Hankkeessa puiden kuntoa mitattiin erilaisilla kameroilla. Tarkimmat mittaukset saatiin tehtyä hyperspektrikameroilla, jotka tuottivat puiden latvuksista tarkkoja hyperspektrikuvia.

Aspect-hankkeen tulokset osoittivat, että uudet syväoppivat tekoälymenetelmät pystyvät tunnistamaan puulajit ja löytämään terveet, kuolleet ja värioireiset puut jopa tavallisista värikuvista. Tarkat hyperspektrikamerat havaitsivat muutoksia neulasten spektrivasteessa jo hyvin varhaisessa vaiheessa.

Kehitetyt menetelmät mahdollistavat edullisen puiden kunnon mittauksen sekä myös muiden kuin kirjanpainajien aiheuttamien häiriöiden havaitsemisen. Hankkeessa on selvitetty esimerkiksi lannoitustarpeen tunnistamista sekä kehitetty menetelmiä ennalta määrittämättömien poikkeamien tunnistamiseen.

Aspect-tutkimuskonsortio on Paikkatietokeskuksen ja Jyväskylän yliopiston muodostama kokonaisuus, jota rahoittaa Suomen Akatemia.