Российские ученые создали технологию на базе искусственного интеллекта, предназначенную для точной оценки численности ладожской нерпы. Предлагается собирать материалы посредством аэрофотосъемки, а затем передавать полученные снимки на обработку ИИ-алгоритму. Последний комплексный учет этого вида, внесенного в Красную книгу и обитающего исключительно в акватории Ладожского озера, проводили более 10 лет назад, в результате чего у специалистов нет актуальных сведений о состоянии популяции. Между тем такие данные необходимы для разработки эффективных мер защиты нерпы, которая страдает от деятельности рыбаков и последствий глобального потепления. По оценкам экспертов, новая методика заметно дешевле и надежнее прежних ручных подсчетов, а результаты мониторинга критически важны для сохранения вида.

Подсчет нерп с использованием ИИ

Сотрудники Фонда друзей балтийской нерпы совместно со специалистами АНО «Экофактор» предложили новую методику оценки численности ладожской нерпы с использованием искусственного интеллекта. Планируется, что данные о популяции будут получать с помощью аэрофотосъемки — с борта самолета или беспилотного аппарата, — а затем изображения проанализирует специализированный ИИ-алгоритм. Ладожская нерпа находится под угрозой исчезновения из-за глобального потепления и деятельности человека. Актуальная информация о размере популяции необходима для разработки долгосрочной стратегии сохранения вида и конкретных природоохранных мер. Начало полевых работ по учету запланировано на март 2026 года.

— Ранее для учета животных использовали обычный визуальный метод на льду: самолет пролетал над территорией, а учетчики фотографировали животных. Но всегда оставался риск пропустить часть особей. Применение инструментальных методов, таких как видео- и инфракрасная съемка, а также обработка данных с помощью искусственного интеллекта, позволяет получать более надежные результаты. При этом ИИ не заменяет человека, а лишь дополняет его работу: выводы искусственного интеллекта будут проверяться специалистами, — пояснила научный сотрудник фонда Елена Андреевская.

Фото: АНО «Экофактор»

Ладожская кольчатая нерпа обитает исключительно в пределах России и населяет только пресноводное Ладожское озеро, сообщили в фонде. В Красной книге РФ ей присвоен природоохранный приоритет 1, то есть вид включен в список находящихся под угрозой исчезновения и охрана которого закреплена законом.

В 1930-х годах число особей оценивали примерно в 20 тыс., а к 2002 году популяция сократилась до 3–5 тыс. Постепенное таяние ледовых мест обитания вследствие глобального потепления сокращает пригодные для нерпы территории, значительный вред также наносит рыбная ловля: в отдельные годы в сети случайно может попадать до 10% животных. Кроме того, численность вида негативно сказываются любители зимней рыбалки и интенсивный туризм.

Для учета планируют провести мультиспектральную аэрофотосъемку с применением тепловизионного и фототехнического оборудования. На основе синхронных ИК- и фотоснимков высокого разрешения искусственный интеллект будет идентифицировать животных, после чего полученные результаты пройдут обязательную верификацию специалистами. Работы охватят всю акваторию Ладожского озера, разделенную на три зоны. Особое внимание будет уделено северо-западной части и национальному парку «Ладожские шхеры», поскольку это ключевая территория размножения вида. Наибольшие сложности при учете ожидаются в районе шхер — архипелага мелких скалистых островов с трудным рельефом и растительностью, мешающей аэросъемке. В этих участках запланированы дополнительные калибровочные полеты для адаптации методики и точной настройки телевизионного оборудования.

Фото: АНО «Экофактор»

Нерп обычно учитывают во время линьки, когда животные длительное время остаются на льду. Если по каким-то причинам в период учета их на льду не окажется, предусмотрен альтернативный способ — подсчет особей, выходящих на берег. Последний комплексный визуальный подсчет ладожской нерпы вручную проводился в 2012 году. В 2020-м впервые применяли беспилотники для подсчета, однако тогда съемка была неполной, отметили специалисты.

По итогам работ эксперты, помимо оценки численности, получат карты распределения животных и картографию районов их размножения, а также сведения об источниках беспокойства нерп — местах рыбной ловли, ледовых дорогах и зонах активного туризма. Данные авиаучета дополнят существующую у ученых картину и будут использоваться для выработки рекомендаций по повышению эффективности охраны вида в его ареале, а также для обновления сведений о текущем статусе балтийской нерпы. Автоматизированный подсчет позволит яснее проследить динамику численности, что даст возможность разработать более точную стратегию сохранения популяции, пояснили в фонде.

Эффективный метод

Как рассказала «Известиям» специалист по морским млекопитающим Ирина Труханова, провести учет нерп важно именно сейчас, потому что Ладога быстро теряет устойчивый зимний лед, сокращается продолжительность ледового периода, ухудшается качество озерного льда, и, как следствие, у нерпы уменьшается количество пригодных для размножения и выращивания потомства мест обитания. Одновременно с этим наблюдается рост нерегулируемого зимнего туризма на озере, что в совокупности с подледным рыболовством остается фактором беспокойства для животных в критический для них период выкармливания потомства.

— Без современных данных невозможно объективно оценить риски, разработать и реализовать на практике природоохранные мероприятия. С законодательной точки зрения, для видов с приоритетом охраны 1 в Красной книге требуется актуальная оценка численности, на которой должна базироваться национальная стратегия сохранения этих животных, — сказала она.

Фото: РИА НовостиМихаил Куравлев

По ее словам, авиационная мультиспектральная съемка уже применялась при исследованиях арктических и субарктических видов и показала свою эффективность. Применение программных алгоритмов для обработки материалов сокращает временные и финансовые затраты. Полученные сведения помогут подтвердить или опровергнуть тенденцию, заметную в 2010-х годах, на возможное восстановление подвида, а также подготовить рекомендации для контрольно-надзорных органов по снижению беспокойства нерпы в период выкармливания потомства.

Использование беспилотников и ИИ для подсчета нерп будет намного дешевле и проще ручного учета с самолета, отметил координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы Игорь Шкрадюк. А совмещение ИК- и оптического диапазонов позволяет повысить точность расчетов.

— Понять места концентрации людей не менее важно, чем самих животных, потому что именно там важно уделять внимание специальных служб для охраны вида. Сопоставив маршруты нерпы и человека, мы поймем, где нужно делать особо охраняемые территории, — сказал он.

Однако, по мнению научного сотрудника Санкт-Петербургского научного центра РАН Михаила Веревкина, для подсчета нерп существует принятая методика авиаучета. Для использования других способов в нее сначала должны быть внесены изменения. Пока эффективность нового подхода не будет доказана, полученные данные нельзя принимать на веру. Так как популяция ладожской нерпы небольшая, нет никакой необходимости в применении ИИ, считает эксперт.