יערנות דיגיטלית: בינה מלאכותית ונתוני לוויין מאפשרים למפות מאות מיליוני עצים עירוניים

סקר עצים בלחיצת כפתור - במהירות, ביעילות ובדיוק רב

צוות מחקר בתחום היערנות הדיגיטלית מאוניברסיטת פרדו שבמדינת אינדיאנה, ארצות הברית (Purdue University) פיתח כלי חדשני המאפשר למפות ולנתח עצים עירוניים בשטחים ציבוריים ופרטיים במהירות ובהיקף חסרי תקדים. השיטה משלבת בינה מלאכותית, עיבוד תמונה ונתוני לוויין, ומצליחה לזהות את מיקומם של עצים בודדים במרחב הציבורי – העירוני. במהלך הפיתוח ובשלבי ההרצה עד כה זיהתה המערכת כ־280 מיליון עצים עירוניים!

בתמונה: מפות שהפיק צוות המכון ליערנות דיגיטלית באוניברסיטת פרדו, המציגות את מיקומם של עצים בודדים בשכונה באינדיאנפוליס, אינדיאנה. קרדיט: Purdue University Institute for Digital Forestry

מיפוי שלקח בעבר אלפי שעות מתבצע כעת בתוך שעה

אדנאן פירוז, דוקטורנט למדעי המחשב באוניברסיטת פרדו ואחד ממחברי המחקר, מסביר כי אחד ההיבטים המרשימים ביותר של הפיתוח הוא המהירות שבה ניתן להפיק מידע באמצעות לוויינים.

כדי להמחיש זאת, הוא משווה את השיטה החדשה למיזם MillionTreesNYC בניו יורק (עליו פרסמנו לפני מספר ימים – לכתבה לחצו כאן). במסגרת המיזם בניו-יורק נעזרו הרשויות ביותר מ-2,000 מתנדבים, שהקדישו יחד למעלה מ-30 אלף שעות לספירת עצי הרחוב בעיר. באמצעות המערכת שפיתח צוות המחקר, ניתן לבצע את אותה משימה בתוך פחות משעה בלבד.

תוצאות המחקר עתידות להתפרסם בכתב העת המדעי Communications of the ACM.

הפוטנציאל של הטכנולוגיה חורג מספירת עצים בלבד. לדברי פירוז, היא עשויה לסייע גם בהערכת נזקים בעקבות שריפות ואסונות טבע. בעוד שלעתים נדרשים שבועות ואף חודשים כדי למפות את אובדן הצמחייה והמבנים לאחר שריפה, המערכת החדשה יכולה לכמת את הנזק כבר למחרת האירוע.

בתמונה: השוואת מספר העצים באזור Kilcrease Circle בעיר פרדייז שבקליפורניה, לפני שריפת היער ואחריה. המערכת זיהתה 2,792 עצים לפני השריפה ו-747 עצים לאחריה. קרדיט: Purdue University Institute for Digital Forestry קרדיט: Purdue University Institute for Digital Forestry

פתרון שמתאים גם לערים קטנות

ערים גדולות כמו ניו יורק, שיקגו ולוס אנג'לס השקיעו מיליוני דולרים בביצוע סקרי עצים בתחומן. עלותו של סקר מסורתי עשויה לנוע (בארה"ב) בין ארבעה לשבעה דולרים לכל עץ – סכום המקשה במיוחד על רשויות מקומיות קטנות, שלרוב אינן מסוגלות להפנות את התקציבים הדרושים לכך.

גם כאשר מבוצע סקר מסורתי, המידע המתקבל אינו תמיד מספק תמונה מלאה. למשל, קשה לקבל באמצעותו נתונים מדויקים על המרחקים בין העצים, המרחק בין עצים למבנים ולרבו, הסקר אינו כולל את העצים הנמצאים בחצרות פרטיות.

פרופ' דניאל אליאגה, מהמחלקה למדעי המחשב באוניברסיטת פרדו ומוביל המיזם, אומר כי השיטה החדשה יכולה לאפשר גם לרשויות בעלות משאבים מוגבלים לערוך סקרי עצים במהירות, בקלות וביסודיות.

בניגוד ליערות טבעיים, שבהם פיזור העצים אקראי יותר, מיקומם של עצים בסביבה העירונית נוטה להתבסס על כללים ודפוסים מסוימים. כדי ללמד את המערכת לזהות דפוסים אלה, אימנו החוקרים מודל בסיס במרכז רוזן למחשוב מתקדם של אוניברסיטת פרדו. תהליך האימון נמשך שלושה שבועות והשתמש ב־100 מעבדים גרפיים!

המחקר הוא חלק מיוזמתPurdue Computes , שבמסגרתה מקדמת האוניברסיטה מחקר וחדשנות במחשוב, בבינה מלאכותית פיזית, במוליכים למחצה ובטכנולוגיות קוונטיות. החיבור בין תשתיות מחשוב מתקדמות לבין תחומים כמו יערנות, חקלאות וקיימות עירונית נועד לתרגם יכולות מחקריות לפתרונות בעלי השפעה ממשית.

בתמונה: המחשה שהפיקו חוקרי היערנות הדיגיטלית באוניברסיטת פרדו באמצעות המערכת המשלבת בינה מלאכותית ונתוני לוויין. קרדיט: Purdue University Institute for Digital Forestry

עדכון הנתונים של 330 ערים בתוך יום

המערכת תוכננה כך שניתן יהיה להפעיל אותה שוב ושוב ולעדכן את מאגר הנתונים באופן שוטף. לדברי אליאגה, חישוב מחדש ועדכון הנתונים עבור כל 330 הערים נמשכים כיום בערך יום אחד.

המערכת מסתמכת על נתונים מקבוצת לווייני PlanetScope, הכוללת כ-130 לוויינים ומחזיקה בתיעוד היסטורי המשתרע על פני 15 שנים. מאגר זה מאפשר לערוך השוואות של מצב השטח לפני ואחרי שריפות, אסונות טבע ואירועים אחרים, ולבחון בצורה כמותית את השפעתם על הצמחייה העירונית.

שאיפת החוקרים אינה להפיק מאגר נתונים בלבד, אלא גם ליצור מתודולוגיה שתאפשר לענות על שאלות ולבחון תרחישי מקרים ותגובות – "מה יקרה אם". שיטת המחשוב החזותי הגנרטיבית יכולה לספק מידע עירוני עשיר בפלטפורמה אוטומטית ונוחה לשימוש.

דיוק ממוצע של 92.5%

כדי לבדוק את אמינות הממצאים, השוו החוקרים את תוצאות המערכת למאגר Auto Arborist של גוגל, המשלב תמונות רחוב, צילומי אוויר ותמונות לוויין של עצים ב-26 ערים ברחבי ארה"ב. לכ-100 מתוך 330 הערים שנבדקו כבר היה קיים מידע מלא או חלקי על העצים, וכך ניתן היה להשוותו לתוצאות הניתוח שבוצע במערכת. רמת הדיוק הממוצעת בספירת העצים עמדה על 92.5%, ואילו מיקום העצים זוהה בדיוק של עד כ-1.5 מטרים.

מחקרים קודמים שנערכו בהיקפים דומים הסתפקו בדרך כלל בזיהוי שטחים ירוקים. השיטה החדשה מפיקה מידע מפורט ומדויק הרבה יותר ומזהה עצים בודדים ומיקומים נקודתיים.

מתכנון הצללה ועד להתמודדות עם שריפות

פרופ' סונגלין פיי, מנהל המכון ליערנות דיגיטלית באוניברסיטת פרדו, מסביר כי מידע בסיסי ומפורט על העצים מאפשר לתכנן טוב יותר את הסביבה העירונית ואף לבצע הדמיות של תרחישים עתידיים.

תשתיות עירוניות משפיעות על תנאי האקלים המקומיים ויוצרות את תופעת אי החום העירוני (על איי חום עירוניים כתבנו לפני מספר שבועות. לקריאת המאמר – לחצו כאן). באמצעות מיפוי מדויק ניתן לבחון היכן כדאי לשתול עצים כדי להפחית את עומס החום ולשפר את ההצללה.

לפיזור הצמחייה עשויה להיות חשיבות גם בהתמודדות עם שריפות. מצד אחד, צמחייה מתוכננת יכולה לתרום לחוסן העירוני; מצד אחר, עצים הנטועים קרוב מדי לבתים עלולים להפוך לחומר בעירה ולהגביר את הסיכון בעת שריפה.

צפיפות העצים יכולה גם להצביע על קשרים חברתיים-כלכליים. כאשר משלבים את נתוני הצמחייה עם נתוני מפקד אוכלוסין, ניתן לזהות פערים בין שכונות. המחקר של פרדו חיזק ממצאים קודמים שלפיהם שכונות בעלות הכנסה גבוהה נהנות בדרך כלל מצפיפות עצים גבוהה יותר משכונות מוחלשות.

לנוכח תחזית האו"ם, שלפיה כ-70% מאוכלוסיית העולם יחיו בערים בשנת 2050, לעומת כ-55% בשנת 2022, חשיבותו של הנוף העירוני צפויה רק לגדול!

צוות המחקר מפתח כעת פורטל אינטרנטי בקנה מידה ארצי (ארה"ב), שיאפשר להעריך ולנתח את המלאי העירוני ה"ירוק" – עצים וצמחייה, לצד המלאי ה"אפור", הכולל מבנים ותשתיות.

מקור: Phys.org – Digital forestry team combines AI with satellite data to monitor urban trees, על בסיס מידע שפרסמה אוניברסיטת פרדו.

מאמרים אחרונים

כיצד ניהול חכם של המרחב הציבורי, בשילוב טכנולוגיה, מסייע לערים להיערך ולהתמודד עם משבר האקלים

הטכנולוגיה תומכת את אסטרטגיית ההעירכות של העיר לאירועי אקלים משבר האקלים כבר אינו תרחיש עתידי עבור הרשויות המקומיות. גלי חום ממושכים, בצורות, הצפות, עומסי נגר

קרא עוד »

יוזמה בינלאומית מחפשת פתרונות מבוססי בינה מלאכותית לאתגרי האקלים של הערים – מהרו! ההגשה עד ה 31 באוגוסט!

יוזמת AI x City Climate Action 2026 מבקשת לחבר בין ערים המתמודדות עם אתגרי אקלים לבין חברות, סטרטאפים, חוקרים ומפתחי טכנולוגיה המסוגלים להציע פתרונות מבוססי בינה מלאכותית. במסגרת היוזמה מתקיים גם AI x City Climate Action Hackathon 2026, המשמש כמסלול לאיתור, בחינה וקידום של פתרונות שניתן יהיה ליישם בפועל בסביבה עירונית.
היוזמה מופעלת במסגרת Innovate4Cities – פלטפורמה של Global Covenant of Mayors for Climate & Energy – GCoM, – רשת בינלאומית המאגדת ערים ורשויות מקומיות הפועלות לצמצום פליטות ולהיערכות לשינויי האקלים. הרעיון המרכזי הוא לצמצם את הפער שבין פיתוח טכנולוגי לבין הצרכים המעשיים של ערים: במקום להתחיל מטכנולוגיה ולחפש עבורה שימוש, המשתתפים מתבקשים להתחיל מבעיה עירונית ממשית ולבנות עבורה פתרון.

קרא עוד »

רוצים לדעת עד כמה העיר שלכם ערוכה לשינויי האקלים? הכירו את הפורטל הלאומי להיערכות לשינויי אקלים

עד כמה השכונה שבה אתם גרים צפויה להיפגע מגלי חום? אילו אזורים בעיר חשופים יותר להצפות? היכן נמצאות אוכלוסיות רגישות במיוחד לשינויי האקלים – ומה מבצעת ומתכננת הרשות המקומית לעשות כדי להתמודד עם הסיכונים?
על השאלות האלה נועד לענות הפורטל הלאומי להיערכות לשינויי אקלים, שהקים המשרד להגנת הסביבה כחלק מהמאמץ להפוך מידע אקלימי ומרחבי לכלי שימושי עבור רשויות מקומיות, משרדי ממשלה, מתכננים, גופי תשתית וגם אנחנו – התושבים.

קרא עוד »

מחקר חדש: תכולת המים בגזע כמדד לעקת חום בעצי פרי

מחקר חדש של חוקרים מהאוניברסיטה העברית בשיתוף מוסדות מחקר נוספים מצביע על חשיבותו של מאגר המים בגזע להבנת התמודדותם של עצי פרי במהלך גלי חום. המחקר, שפורסם באוגוסט 2026 בכתב העת Agricultural and Forest Meteorology , בחן את תגובתם של עצי תפוז מזן Navel ועצי מנגו מזן Shelly לתנאי חום קיצוניים באקלים ים-תיכוני, תוך התמקדות בשינויים בתכולת המים בגזע ובקשר בינם לבין העומס האקלימי.

קרא עוד »

COOLCITY – כלי מדידה והשוואה של חוסן אקלימי בערים באירופה

פרויקט LIFE COOLCITY הוא יוזמה אירופית שמטרתה לפתח כלים מבוססי נתונים להערכת ההיערכות של ערים לשינויי אקלים ולתכנון תשתיות כחולות-ירוקות. הפרויקט משלב חישה מרחוק, תצלומי לוויין, צילום אווירי, מערכות מידע גיאוגרפיות ולמידת מכונה, במטרה לספק לרשויות מקומיות תמונת מצב מרחבה ועדכנית של תנאי הסביבה העירונית.
הפרויקט החל בשנת 2023 וצפוי להימשך עד 2029. שמו המלא הוא Use of Remote Sensing for Management of Blue-Green Infrastructure in Urban Climate Change Adaptation.
הפרויקט ממומן במסגרת תוכנית LIFE של האיחוד האירופי, ומתמקד בשימוש במידע מרחבי לצורך תכנון, ניהול ומעקב אחר צעדי הסתגלות והתאמה אקלימית ברמה העירונית.

קרא עוד »

מה הפרש הטמפרטורות מעל ומתחת לחופות העצים ברחוב? מחקר בדק בלונדון – תוצאות מדהימות!

מה ההבדל בין רחוב עירוני מוצל בעצים לבין אותו רחוב כמעט ללא צל? בדיקה שביצעה Create Streets Foundation בלונדון במהלך אחד הימים החמים של קיץ 2026 מציגה תשובה שקשה להתעלם ממנה: במקרים שנמדדו, טמפרטורת פני השטח בצל חופת העצים הייתה נמוכה ב- 17 עד 29 מעלות צלזיוס! לעומת משטחים סמוכים החשופים לשמש.

קרא עוד »

אגף התכנון של עיריית וינה יוזם – אלפי מטרים של אספלט יהפכו לשטחים ירוקים

אחת מתחנות הרכבת העמוסות באירופה עומדת לקבל מעטפת חדשה – ולא מדובר בעוד שיפוץ אדריכלי של מבנה התחנה. עיריית וינה וחברת הרכבות האוסטרית ÖBB מקדמות מהלך להפיכת הרחבות הגדולות משני צדי התחנה המרכזית של וינה ממרחבים קשיחים, חשופים וחמים למרחב ציבורי מוצל, ירוק ומותאם יותר לאקלים המשתנה. הפרויקט הוא חלק מיוזמת "Raus aus dem Asphalt" – "יוצאים מהאספלט" – שבמסגרתה וינה מסירה משטחים אטומים, שותלת עצים ומכניסה פתרונות קירור למרחב הציבורי.

קרא עוד »
שיחים חשובים לבניית ערים עמידות לשינויי אקלים

מאמר דעה (של אגרונום איטלקי): נטיעת עצים – אם לא יודעים מה ואיך – מבזבזים כספי ציבור

ברחבי אירופה משתוללות כעת שריפות, במיוחד בצרפת ובספרד, וגם איטליה אינה חסינה מפניהן. מיליוני דונמים של יער עולים באש. מדי קיץ אנו נאלצים לצפות שוב באדישות כלפי נכסי הטבע והיערות שלנו, ואילו בשאר ימות השנה אנו מנסים לפצות על כך באמצעות דיבורים בלתי פוסקים על חשיבות נטיעת העצים.
אנחנו מציבים יעדים לנטיעה של אלפי עצים, חותמים על עצומות למען ערים ירוקות יותר, מקיימים כנסים, מפרסמים הצהרות ומוציאים כספים – לעיתים רק משום שאנו מחויבים לכך. אולם מאחורי כל הכוונות הטובות והסיסמאות המנהליות מסתתרת אמת לא נעימה: הידע שלנו על צמחים דל ביותר.

קרא עוד »

ניהול העבודות בשטח

ניהול העבודה בשטח ממוקד אגף שפ"ע בצורה יעילה ומתקדמת