Китайські науковці створили AI-систему для картування потенціалу кормових угідь у сухих землях

Нове дослідження представило систему дистанційного зондування на основі штучного інтелекту, розроблену для картування потенціалу вирощування кормових культур у посушливих регіонах Північного Китаю, зокрема у середній течії річки Хуанхе.

Джерело: phys.org

Статтю опубліковано в журналі Water Research. Система визначає оптимальні кормові пояси з точністю до кілометра та надає дані, необхідні для екологічного захисту, сталого сільського господарства та національної продовольчої й кормової безпеки.

Дослідження очолив професор Ван Шудун з Інституту аерокосмічної інформації Китайської академії наук. У роботі також брали участь фахівці Центру інновацій у прогнозуванні та оцінці метеорологічних катастроф і кафедри наук про Землю та довкілля Пенсільванського університету.

Посушливі території Північного Китаю стикаються із двома ключовими викликами: нестачею води та необхідністю забезпечити стабільні запаси кормів і продуктів харчування. Щоб розв’язати ці проблеми, команда розробила багатомасштабну систему, яка поєднує супутникові спостереження, моделювання водного балансу та польові вимірювання, зменшуючи потребу в густому наземному моніторингу.

Завдяки даним із кількох супутникових джерел і механістичним моделям росту рослин дослідники створили високоякісні тренувальні вибірки. Потім вони застосували ансамблеве навчання й методи трансферного навчання для отримання ключових показників продуктивності: використання води на зрошення, чистої первинної продуктивності рослинності (NPP) та вмісту органічного вуглецю в ґрунті (SOC). Точність відтворення цих параметрів перевищила 90%.

Використання методів зменшення регіональних зсувів, таких як узгодження розподілів та квантильне нормування, дало змогу скоротити помилки на 43% і визначити оптимальні поясні зони вирощування кормів з просторовою точністю понад 85%.

На відміну від традиційних підходів, нова система розглядає кормові культури як задачу просторової оптимізації, одночасно враховуючи водоспоживання, здатність ґрунту накопичувати вуглець та очікувану врожайність. Це дає можливість визначати пріоритетні території, оптимальні співвідношення затрат і вигоди та ефективно розподіляти ресурси.

Дослідники зазначають, що система є відтворюваною, економічною та може підтримати відновлення екосистем і високоякісний розвиток агросектору в регіонах із жорсткими водними обмеженнями.