В Межвузовском кампусе Уфы создали цифровые карты характеристик почв Башкирии

Учёные Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ), являющиеся частью Межвузовского студенческого кампуса Евразийского научно-образовательного центра (Евразийского НОЦ), совместно с коллегами из Уфимского института биологии УФИЦ РАН создали цифровые карты ключевых свойств почв Башкортостана. В своей работе они применили методы машинного обучения для создания непрерывных трёхмерных моделей характеристик почв на глубине до одного метра.

По словам разработчиков, подобные исследования с использованием регионального массива данных ранее не проводились не только в Башкортостане, но и на всей территории России. В отличие от традиционных двухмерных карт, отображающих свойства поверхности или отдельных почвенных слоёв, новая технология позволяет оценивать характеристики почвы в различных слоях и видеть их пространственное распределение в объёме.

Для региона значение этой работы заключается не только в развитии науки, но и в её практическом применении. Наталья Полянская, заместитель премьер-министра Правительства Башкортостана и министр земельных и имущественных отношений республики, подчеркнула, что точные цифровые данные о почвах необходимы для принятия управленческих решений.

Она отметила, что внедрение современных технологий позволяет перейти от трудоёмких ручных методов к точным цифровым инструментам, которые позволяют прогнозировать характеристики почв на больших территориях и принимать обоснованные управленческие решения. Точное знание свойств почв способствует более эффективному вовлечению земель в хозяйственный оборот и повышению инвестиционной привлекательности региона.

Авторы проекта подчеркнули, что из почвы получают до 90% всех продуктов питания, поэтому мониторинг и оценка её состояния имеют большое значение. Традиционная почвенная картография основывалась на полевых обследованиях и ручной обработке данных. Специалисты изучали отдельные почвенные разрезы, учитывая климат, рельеф, растительность, геологию и другие факторы, а затем переносили полученные данные на большие территории.

Современная цифровая почвенная картография работает иначе. Компьютерные модели помогают выявлять статистические связи между свойствами почв и факторами их формирования, а также прогнозировать характеристики на территориях, где прямые измерения невозможны.

Проект стартовал в 2020 году, когда учёные начали собирать и систематизировать данные предыдущих исследований для машинного обучения. В результате в работу вошли 29,4 тысячи измерений содержания органического углерода и более 22,3 тысячи измерений кислотности почв. Кроме того, они использовали 82 цифровые карты республики, содержащие информацию о климате, рельефе, геологии, гидрологии, почвах и спутниковые данные. 3D-модели были тщательно проверены на точность прогнозов, их неопределённость и область применения.

Наиболее трудоёмкой частью проекта стал сбор и подготовка исходных данных. Начальник лаборатории искусственного интеллекта в исследованиях окружающей среды УГНТУ Азамат Сулейманов отметил, что основная сложность заключалась в объединении разрозненных данных из научных публикаций, отчётов, диссертаций и других источников.

Сулейманов добавил, что данные распределены по территории неравномерно. Например, для Уральских гор информации значительно меньше, чем для равнинных районов Башкортостана, так как полевые обследования в горных районах сложнее из-за логистики.

Авторы надеются использовать результаты исследования в сельском хозяйстве, экологическом мониторинге и климатических исследованиях. Новые карты должны повысить точность оценки запасов почвенного углерода и кислотности на территории всей республики.

Фото: pravitelstvorb.ru.

Ранее «Уфимские нивы» сообщали, что в Уфимском районе прошёл турнир по рыбной ловле «Улов дружбы» для ветеранов СВО.