编号 sjly202400139

日期 20241025

标题 数字孪生技术助力哥斯达黎加再造林工作

年份 2024 

学科分类 220.20;森林培育学

国别/机构 哥斯达黎加 

作者 赵丹 

关键词 哥斯达黎加  3D数字  数字孪生技术  再造林  绿色立方体 

主要内容 　　环境?；ね綧ongabay2024年8月20日报道，在哥斯达黎加，科学家们借助3D数字孪生技术，通过激光雷达从空中、地面分别扫描林冠，创建了高质量的热带雨林数字孪生模型。增强后的数据使研究人员能够更精确地了解森林的面积、健康状况和生物多样性，从而更有效地实施植树造林计划。同时，这项技术还能准确记录森林的碳汇潜力，有利于吸引森林再造林项目的投资公司。
　　哥斯达黎加的彼德拉斯布兰卡斯国家公园成立于1991年，占地面积超过1.4万hm2，拥有世界上生物多样性最丰富的热带森林，有200多种不同的树种和众多野生动物。奥地利维也纳大学在公园内设立了一个小型野外监测站，并与瑞典一家专门从事遥感和测绘的绿色科技公司——Hexagon公司合作，对公园的生物多样性和森林健康状况进行测绘。
　　自2010年以来，为了保护彼德拉斯布兰卡斯国家公园内的森林免受砍伐以及香蕉和油棕种植园的侵占，相关部门在森林的周围创建了缓冲区。研究人员利用当地苗圃培育的100多种不同树种，建立了一条绿色廊道，把公园和低地原始森林连接到公园北部山脉的高地雨林。为了创建这个孪生模型，研究人员采用了Hexagon公司的“绿色立方体”方法。首先，通过挂载在无人机上的高分辨率激光雷达扫描仪进行空中扫描，创建3 cm精度的雨林植被结构和植物多样性的3D模型。在此基础上，研究人员还在树冠下方设置地面扫描点，以验证空中扫描数据的准确性。为了使信息更加完整，研究人员还通过隐蔽式声波提取器记录了森林中的声音，并利用人工智能技术按照物种类型和数量对记录内容进行了细分。通过数字孪生模型的反复模拟，研究人员可以预测森林的生长和健康状况以及生物多样性的演进趋势。这种方法不仅有助于?；は钟械纳肿试矗鼓芪蠢吹纳止芾砗驮僭炝止ぷ魈峁┛蒲е傅?。
　　受土壤贫瘠、外来物种入侵等因素影响，恢复热带森林可能需要数十年的时间，而数字孪生技术作为辅助恢复手段，或许可被证明是一种经济有效的预判方法，有助于促进扩大全球重新造林规模。该技术不仅可应用于世界各地的森林，还可作为预警系统，提醒当地管理部门注意土地侵占、非法采伐、非法采矿以及偷猎等可能对森林生态系统造成威胁的活动。
　　巴西智库机构伊加拉佩研究所联合创始人伯特·穆加表示，在雨林?；ず臀镏直Ｓ矫妫致仙际蹩赡芑岽吹吒残缘谋浠?。遥感与机器学习技术的结合可能会彻底改变传统的森林?；ず妥匀换指捶椒āＫ馐偷溃骸罢庀罴际蹩梢愿玫馗纳粕志绞?，特别是在评估易发生森林枯死或稀树草原化的地区所面临的威胁时。在创建森林数字孪生体的过程中，该技术可以捕捉到从林分结构到土壤湿度等各种变量，从而提供早期预警信号。”
　　瑞典林雪平大学高级副教授马丁·霍姆伯格围绕森林数字孪生开展了大量工作，主要应用于欧洲北部斯堪的纳维亚山脉广袤的针叶林管理。他表示，由于森林的参数在不断变化，创建其数字孪生模型可能很复杂，但仍能通过数字孪生技术了解森林的现状，并预测未来情景。
　　然而，新技术的发展往往会伴随争议，人们担心数字孪生技术落入犯罪团伙之手可能会导致更多毁林。另一个普遍关注的问题是，这项技术仅限于私人使用，广大公众，特别是依赖雨林生存的社区无法接触或使用。随着数字孪生技术在基于自然的解决方案中得到更广泛的应用，可能会无意中加剧数字鸿沟和获取这些技术红利的不平等。（赵 丹）

资料来源 世界林草动态,2024(10)