Навчально-науковий інститут лісового і садово-паркового господарства

Кафедра таксації лісу та лісового менеджменту

RESAMPLE – Об’єднане картографування багатофункціональності лісів в умовах обмеженої вибірки в Україні


Проєкт: ReSample – «Federated Mapping of Forest Multifunctionality under Reduced Sample Conditions in Ukraine»

Фінансування: грант Європейського інституту лісу (EFI) № G-08-2025-3 у межах проєкту MoniFun (Horizon Europe № 101134991). Конкурс «Тестування та оцінювання рішень для моніторингу стану та багатофункціональності лісів Європи», тема 2 – поєднання польових даних із даними дистанційного зондування Землі для картографування індикаторів багатофункціональності лісів

Термін реалізації: 22 червня 2026 – 21 червня 2027 року (12 місяців)

Бюджет: 60 000 євро

Координатор: Національний університет біоресурсів і природокористування України, кафедра таксації лісу та лісового менеджменту ННІ лісового і садово-паркового господарства

Партнер: Боярська лісова дослідна станція

Керівник проєкту: професор Віктор МИРОНЮК

Про проєкт

Проєкт ReSample перевіряє, чи працює європейська методологія моніторингу багатофункціональності лісів в умовах, коли мережа польових обстежень неповна. В Україні така ситуація склалася через війну: національна інвентаризація лісів (НІЛ), розпочата у 2021 році, охоплює лише регіони, відносно безпечні для польових робіт. За 2021–2023 роки обстежено близько 6 тис. пробних ділянок у 18 з 25 областей, більшість – на заході країни; прикордонні смуги завширшки 5–10 км недоступні навіть там.

Методологічна основа проєкту – Європейська система моніторингу багатофункціональності лісів (EFMMS), яку розробляє консорціум MoniFun. ReSample поєднує дані НІЛ України з відкритими даними дистанційного зондування Землі (Landsat, Sentinel-1, Sentinel-2) і застосовує федеративне навчання для побудови карт індикаторів багатофункціональності лісів. Територія досліджень – чотири західні області площею близько 57 тис. км².

Для консорціуму MoniFun український кейс є перевіркою стійкості конвеєра федеративного навчання за реального дефіциту даних: розріджена й нерівномірна вибірка, відсутність обстежень у прикордонних зонах, нерівний розподіл вимірювань за роками. Якщо методологія підтверджує свою ефективність у цих умовах, її можна переносити на інші регіони Європи з неповними даними. Для України проєкт є кроком до інтеграції НІЛ у європейську систему моніторингу лісів і до співпраці з країнами ЄС у цій сфері.

Що таке федеративне навчання. Це підхід до машинного навчання, за якого модель навчається на даних кількох учасників без передання самих даних. Кожен учасник – наприклад, національна інвентаризація лісів окремої країни – навчає локальну копію моделі на власних даних, а на спільний сервер передає лише параметри (ваги) моделі. Сервер об'єднує параметри в глобальну модель і повертає її учасникам. Первинні дані – координати пробних площ і вимірювання дерев – не залишають установи-власника. Для інвентаризацій лісів це принципово, оскільки координати ділянок у більшості країн Європи є конфіденційними. У ReSample федеративне навчання реалізовано на відкритому фреймворку Flower зі згортковими нейронними мережами (CNN), які прогнозують показники лісу за часовими рядами супутникових знімків.

Цілі проєкту

ReSample має три цілі, узгоджені з обсягом проєкту MoniFun.

Логіка проєкту: вхідні дані, три цілі та очікуваний результат

Територія досліджень

Дослідження виконуються на території площею 56 635 км² – Закарпатська, Івано-Франківська, Чернівецька та Львівська області, найбільш лісисті регіони України. Більшу частину території займають Українські Карпати: гірські ліси з найвищим природоохоронним статусом, які водночас забезпечують заготівлю деревини та інші екосистемні послуги. Гірські ліси представлені буково-ялицево-смерековими типами на висотах 200–1 100 м над рівнем моря та переважно смерековими лісами – до 1 700 м. Рівнинна частина типова для Східноєвропейської рівнини: переважають дуб (Quercus spp.), липа (Tilia spp.), береза повисла (Betula pendula) та граб звичайний (Carpinus betulus). Різноманіття лісів за висотним і породним градієнтами дає змогу перевірити федеративне навчання на різних типах лісу.

Розміщення ділянок НІЛ у межах дослідної території (за заявкою проєкту; лісовий покрив 2023 року – Myroniuk et al., 2024)

Територію обрано за трьома критеріями: найвища щільність ділянок НІЛ (близько 1 000 ділянок, виміряних у 2021–2023 роках), охоплення основних лісових екосистем України та близькість до країн ЄС – учасниць MoniFun. Схема НІЛ України сумісна з вимогами nFIESTA: систематична сітка 5×5 км, кластери 420×420 м із чотирма вкладеними круговими пробними площами та п'ятирічна ротаційна панель.

Методологія та робочі пакети

Роботу організовано у чотири робочі пакети. Три з них (WP2–WP4) відтворюють триетапний конвеєр MoniFun – підготовка польових даних, підготовка даних дистанційного зондування, федеративне моделювання. WP1 триває весь проєкт і охоплює управління, поширення результатів та розвиток спроможності.

Конвеєр обробки даних ReSample за методологією MoniFun (за заявкою проєкту)

Спершу дані близько 1 000 ділянок НІЛ буде гармонізовано за стандартом nFIESTA, прийнятим у MoniFun як спільний формат, і розраховано цільові змінні – запас деревостану, надземну біомасу, об'єм мертвої деревини та різноманіття деревостанів; координати ділянок при цьому залишаються конфіденційними. Паралельно буде підготовлено дані дистанційного зондування – супутникові мозаїки Landsat і Sentinel, шари рельєфу та маску лісу – і перевірено їх узгодженість із національними продуктами України. На цій основі буде навчено федеративні моделі, оцінено їхню точність порівняно з моделями, навченими лише на українських даних, і побудовано карти індикаторів багатофункціональності лісів у сітці INSPIRE 1 км. Упродовж усього проєкту триватимуть координація робіт, поширення результатів і розвиток спроможності українських установ лісового моніторингу.

Що таке сітка INSPIRE. INSPIRE – директива ЄС 2007/2/EC про інфраструктуру просторової інформації в Європі. Вона визначає, серед іншого, стандартну європейську сітку в проєкції ETRS89-LAEA з комірками 1×1 км. Подання результатів у цій сітці забезпечує сумісність карт різних країн і дозволяє агрегувати дані ділянок, не розкриваючи їх точних координат.

Очікувані результати

  • Карти індикаторів багатофункціональності лісів західної України – запас деревостану, надземна біомаса, мертва деревина, різноманіття деревостанів – у відкритому форматі GeoTIFF на сітці INSPIRE 1 км.
  • Гармонізований набір даних НІЛ України у форматі nFIESTA – основа для подальшої інтеграції з європейськими системами моніторингу.
  • Оцінка переваг федеративного підходу порівняно з національними моделями та рекомендації щодо його застосування в регіонах із дефіцитом даних.
  • Методичні настанови для Центру НІЛ України щодо гармонізації національних даних із рамками моніторингу ЄС.
  • Наукова публікація, аналітична записка для органів лісового управління (українською та англійською), навчальні матеріали у відкритому доступі.

Події проєкту

Упродовж проєкту заплановано серію відкритих заходів:

  • вебінари для дослідників і фахівців НІЛ – архітектура даних nFIESTA та впровадження федеративного навчання;
  • вебінар для територіальних громад і лісогосподарських підприємств – практичне застосування супутникового моніторингу лісів та підготовка до вимог Регламенту ЄС щодо знеліснення (EUDR);
  • підсумкова конференція в НУБіП за участю Держлісагентства, ВО «Укрдержліспроєкт», наукових та освітніх установ лісової галузі – представлення методології, обговорення гармонізації українського моніторингу лісів із вимогами ЄС;
  • серія коротких навчальних відео українською мовою з англійськими субтитрами та епізод подкасту англійською мовою.

Анонси, реєстрація та матеріали заходів публікуватимуться на цій сторінці.

Про European Forest Institute

Європейський інститут лісу (EFI) – міжнародна організація, заснована європейськими державами у 1993 році в м. Йоенсуу (Фінляндія). EFI проводить дослідження та надає підтримку у формуванні політики з питань лісів на пан'європейському рівні. Конвенцію про EFI ратифікували 30 держав; інститут об'єднує близько 125 організацій-членів із майже 40 країн. Штаб-квартира – у Йоенсуу, офіси – у Барселоні, Бонні, Брюсселі та Римі.

У межах проєкту MoniFun EFI адмініструє гранти третім сторонам – саме за цією схемою профінансовано ReSample. Конкурс G-08-2025 спрямований на перевірку розроблених MoniFun методів на незалежних кейсах.

Про консорціум MoniFun

MoniFun («Co-creating a blueprint of a harmonised European Forest Multifunctionality Monitoring System») – проєкт програми Horizon Europe (№ 101134991, січень 2024 – грудень 2027). Координатор – Natural Resources Institute Finland (Luke); консорціум об'єднує 13 партнерів з 11 європейських країн. Мета проєкту – спільно розробити концепцію гармонізованої Європейської системи моніторингу багатофункціональності лісів (EFMMS), яка консолідує розрізнену інформацію про ліси Європи в узгоджену, інтероперабельну інформаційну систему. EFMMS охоплює чотири тематичні напрями: лісові ресурси Європи; ліси та зміни клімату; ліси та біорізноманіття; ліси та суспільство.

Контакти

Керівник проєкту: професор Віктор МИРОНЮК, НУБіП України – [email protected]


Проєкт ReSample (EFI G-08-2025-3) фінансується Європейським Союзом через гранти третім сторонам проєкту MoniFun (Horizon Europe № 101134991), якими управляє Європейський інститут лісу.

Фінансується Європейським Союзом. Проте висловлені погляди та думки належать виключно автору(-ам) і не обов'язково відображають погляди Європейського Союзу чи Європейського інституту лісу. Ані Європейський Союз, ані орган, що надає грант, не несуть за них відповідальності.