Ricercatori dell’Università di Cambridge, hanno sviluppato l’algoritmo che fornisce una misurazione accurata del diametro dell’albero, un dato importante utilizzato dagli scienziati per monitorare la salute delle foreste e i livelli di sequestro del carbonio (è un processo di confinamento geologico dell’anidride carbonica CO2 dall’atmosfera sotto forma di carbonio organico del suolo “soil organic carbon – SOC”, questo processo è considerato un modo efficace per ridurre i gas serra).
L’algoritmo utilizza sensori Lidar a basso costo e a bassa risoluzione incorporati in molti telefoni cellulari, rispetto alle tecniche di misurazione manuale, fornisce risultati altrettanto accurati, ma molto più rapidi.
La principale misurazione manuale utilizzata nell’ecologia forestale è il diametro dell’albero valutato all’altezza del petto, queste misurazioni sono utilizzate per determinare la salute degli alberi e del più ampio ecosistema forestale, nonché la quantità di carbonio che viene sequestrata. Il metodo sebbene sia affidabile richiede molto tempo poiché le misurazioni vengono effettuate da terra, albero per albero, inoltre, l’errore umano può portare a variazioni nelle misurazioni.
Amelia Holcomb scienziata del Dipartimento di informatica e tecnologia dell’Università di Cambridge, appassionata di usare le sue capacità per combattere il cambiamento climatico e la perdita di biodiversità, è la responsabile dello studio sull’algoritmo sugli alberi, pubblicato nella rivista Remote Sensing ha affermato:
«Quando stai cercando di capire una foresta quanto carbonio sta sequestrando, queste misurazioni a terra sono estremamente preziose, ma richiedono anche molto tempo. Volevamo sapere se potevamo automatizzare questo processo».
Amelia Holcomb e i suoi colleghi considerando che alcuni aspetti della misurazione delle foreste possono essere eseguiti utilizzando speciali e costosi sensori Lidar, volevano determinare se queste misurazioni potessero essere effettuate utilizzando sensori più economici e a bassa risoluzione, del tipo utilizzato in alcuni telefoni cellulari per applicazioni di realtà aumentata.
È stato evidenziato che altri ricercatori utilizzando questo tipo di sensore, hanno condotto alcuni studi di misurazione delle foreste, in particolare quelle gestite in cui gli alberi sono dritti, equidistanti e il sottobosco regolarmente ripulito.
Amelia Holcomb e i suoi colleghi volevano verificare se questi sensori per le foreste non gestite, potessero restituire risultati accurati, rapidi, automatici e in un’unica immagine.
Amelia Holcomb ha detto:
«Volevamo sviluppare un algoritmo che potesse essere utilizzato in foreste più naturali, in grado di gestire elementi come rami bassi o alberi con naturali irregolarità».
I ricercatori hanno progettato un algoritmo che utilizza un sensore Lidar per smartphone per stimare automaticamente il diametro del tronco da una singola immagine in condizioni di campo realistiche. L’algoritmo è stato incorporato in un’applicazione personalizzata per uno smartphone Android, è in grado di restituire i risultati quasi in tempo reale.
I ricercatori per sviluppare l’algoritmo, hanno prima creato il proprio set di dati misurando gli alberi manualmente e scattando foto. Utilizzando l’elaborazione delle immagini e le tecniche di visione artificiale, sono stati in grado di addestrare l’algoritmo per differenziare i tronchi dai grandi rami, determinare in quale direzione erano inclinati gli alberi e altre informazioni che potrebbero aiutarlo a perfezionare le informazioni sulle foreste.
I ricercatori in primavera, estate e autunno, hanno testato l’applicazione in tre diverse foreste nel Regno Unito, negli Stati Uniti e in Canada. L’applicazione è stata in grado di rilevare il 100% dei tronchi degli alberi, con misurazione che ha avuto un tasso di errore medio dell’8%, paragonabile al tasso di errore durante la misurazione manuale, ma con la differenza che l’applicazione ha accelerato notevolmente il processo, è stata circa quattro volte e mezzo più veloce rispetto alla misurazione manuale degli alberi.
Amelia Holcomb in conclusione ha detto:
«Sono rimasta sorpresa che l’applicazione funzioni così bene, a volte pensando che avrebbe difficoltà, mi piace sfidarla proponendo un settore di foresta particolarmente affollato, o con un albero dalla forma particolarmente strana, ma riesce sempre a svolgere il suo compito».
I ricercatori poiché il loro strumento di misurazione non richiede una formazione specializzata e utilizza sensori già incorporati in un numero crescente di cellulari, hanno affermato che potrebbe essere uno strumento accurato e a basso costo per la misurazione delle foreste, anche in complesse condizioni forestali.
