Інтелектуальна мережа датчиків, моніторингу та цифрового управління гірничими екосистемами
Концепція
Обсерваторія Живої Гір (LMO) — це єдина цифрова система безперервного моніторингу, аналізу та управління всіма процесами у проекті DREVO Живі гори.
Вона поєднує тисячі інтелектуальних датчиків, безпілотні літальні апарати, супутникові дані, роботизовані платформи та штучний інтелект у єдину цифрову екосистему.
Головне завдання системи - бачити стан гірничої екосистеми в режимі реального часу та прогнозувати зміни до виникнення критичних ситуацій.
Головний принцип:
Неможливо ефективно відновити те, що неможливо точно виміряти та зрозуміти.
Основні завдання
Living Mountain Observatory забезпечує:
безперервний моніторинг стану гір;
контроль усіх дев'яти каскадів;
раннє виявлення погроз;
прогнозування паводків;
прогнозування посух;
моніторинг пожеж;
контроль за відновленням лісів;
оцінку біорізноманіття;
підтримку ухвалення рішень.
Архітектура системи
Система складається з кількох взаємозалежних рівнів.
1. Наземна мережа датчиків
Встановлюється у всьому водозбірному басейні.
Контролюються:
температура повітря;
вологість повітря;
температура ґрунту;
вологість ґрунту;
швидкість інфільтрації;
рівень ґрунтових вод;
витрати джерел;
витрата струмків;
рівень води;
якість води;
швидкість вітру;
сонячна радіація;
кількість опадів;
снігові запаси;
глибина сніжного покриву;
рух схилів;
деформація ґрунту.
2. Гідрологічні станції
Розміщуються:
на ручьях;
річках;
джерелах;
інфільтраційних басейнах;
заплавах;
гирлах річок.
Вимірюються:
витрати води;
швидкість потоку;
каламутність;
мінералізація;
температура;
рН;
електропровідність;
вміст розчиненого кисню.
3. Ґрунтові станції
Контролюють:
вологість;
щільність;
температуру;
вміст органічної речовини;
вміст вуглецю;
активність мікроорганізмів;
активність мікоризи;
вміст азоту;
вміст фосфору;
вміст калію.
4. Біологічний моніторинг
Спостерігаються:
зростання дерев;
розвиток чагарників;
стан трав;
грибні угруповання;
комахи;
птахи;
ссавці;
інвазивні види;
рідкісні види.
Використовуються:
камери;
акустичні станції;
автоматичне розпізнавання видів;
спектральні методи
5. Кліматичні станції
Вимірюються:
температура;
вологість;
тиск;
швидкість вітру;
напрямок вітру;
сонячна радіація;
випаровування;
точка роси;
ймовірність утворення туману.
Ці дані використовуються системою Система хмарності та туману DREVO для локального керування вологістю.
Дрон TREVO AeroSense
Безпілотники виконують регулярне сканування території.
Використовуються:
ЛіДАР;
RGB-камери надвисокої роздільної здатності;
мультиспектральні камери;
гіперспектральні камери;
тепловізори;
газоаналізатори (за потреби).
Основні завдання:
цифрова модель рельєфу;
оцінка біомаси;
стан лісів;
пошук вогнищ пожеж;
контроль ерозії;
виявлення нових ярів;
оцінка вологості;
контроль стану посадок.
Супутниковий моніторинг
Використовуються відкриті та комерційні супутникові дані.
Контролюються:
зміна лісового покриву;
температура поверхні;
індекс рослинності;
вологість;
сніжний покрив;
зміна берегової лінії;
Будуть зміни.
Гірський ровер DREVO
Наземні роботи автоматично виконують:
інспекцію обладнання;
обслуговування датчиків;
перевірку гідротехнічних споруд;
доставку приладів;
проведення локальних вимірів.
Штучний інтелект DREVO AI
AI аналізує інформацію з усіх джерел.
Він здатний:
прогнозувати паводки;
прогнозувати посухи;
виявляти деградацію лісів;
розраховувати ризик пожеж;
прогнозувати ерозію;
виявляти зниження дебіту джерел;
розраховувати ефективність відновлення;
пропонувати оптимальні заходи.
Гірський цифровий двійник
Усі дані надходять у цифровий двійник.
Він моделює:
гідрологію;
клімат;
зростання лісів;
розвиток ґрунтів;
зміна біорізноманіття;
сценарії зміни клімату;
ефективність інженерних рішень
Це дозволяє тестувати різні сценарії без втручання у природне середовище.
Контроль дев'яти каскадів
Каскад 1
Контроль:
опадів;
снігу;
туману;
швидкість вітру.
Каскад 2
Контроль:
інфільтрації;
ерозії;
стійкості схилів.
Каскад 3
Контроль:
зростання лісів;
вологості;
формування гумусу.
Каскад 4
Контроль:
русел;
наносів;
швидкість потоку.
Каскад 5
Контроль:
басейнів;
ґрунтових вод;
інфільтрації.
Каскад 6
Контроль:
заплав;
сталь;
сезонних затоплень.
Каскад 7
Контроль:
якості води;
засоления;
стану дельт.
Каскад 8
Контроль:
берегової лінії;
дюна;
лагуна.
Каскад 9
Контроль:
температури моря;
рівня моря;
стану морських екосистем
Автоматичні попередження
Система автоматично повідомляє про:
ризик пожежі;
ймовірності зсуву;
наближення паводку;
початку ерозії;
поява інвазивних видів;
забруднення води;
несправності обладнання;
погіршення стану лісів.
Цифровий паспорт
Кожен об'єкт отримує власний цифровий паспорт.
Він включає:
координати;
фотографії;
історію спостережень;
технічний стан;
екологічні характеристики;
рекомендації AI;
журнал обслуговування.
Паспорти створюються для:
дерев;
лісових ділянок;
джерел;
річок;
схилів;
сталь;
датчиків;
гідротехнічних споруд;
природоохоронні об'єкти.
Інтеграція
Living Mountain Observatory є цифровим ядром усієї платформи DREVO.
Він об'єднує:
Гірська губка DREVO;
Відновлення Маунтін-Спрінгс;
Гірсько-лісові коридори;
Система хмарності та туману DREVO;
Гірський цифровий двійник;
Дрон TREVO AeroSense;
ДЕРЕВНИЙ ШТУЧНИЙ УМІН;
Гірський ровер DREVO;
Система біокаміна WOOD;
DREVO Розумне сільське господарство.
Очікувані результати
Після впровадження системи очікується:
безперервний контроль стану всієї гірничої екосистеми;
раннє виявлення природних загроз;
зниження збитків від пожеж, паводків та ерозії;
підвищення ефективності відновлення лісів;
оптимізація використання водних ресурсів;
накопичення довгострокової наукової бази даних;
підтримка адаптивного керування проектом.
Місія проекту
Обсерваторія «Жива гора» є цифровою нервовою системою проекту DREVO Живі гори. Якщо Гірська губка утримує воду, Гірсько-лісові коридори формують живу екологічну мережу, а Відновлення Маунтін-Спрінгс відновлює підземний водний цикл, то Обсерваторія «Жива гора» забезпечує їх безперервне спостереження, аналіз та координацію. Завдяки поєднанню датчиків, безпілотних систем, супутникових спостережень та штучного інтелекту проект отримує можливість не лише реагувати на зміни, а й прогнозувати їх, керуючи гірською екосистемою на основі об'єктивних даних та довгострокових моделей розвитку.