AI智能辨識農耕地景獲國際銅牌獎項 特生中心:可望作為綠色給付、碳匯計算基礎資料

農地上的地景樣貌多元,有的是水田、有的是旱田,有的還有池塘等不同地景單元,現有影像辨識技術尚無法準確區分。(圖片提供/特生中心)

近年無人機航拍影像辨識技術進展快速,但針對組成複雜的農耕地地景,國內外均還無法以人工智慧影像辨識區分其上各別地景,農委會特生中心與雲林科技大學合作,開發國際首創農耕地景辨識技術,2022年榮獲亞洲最大發明展「韓國首爾國際發明展」銅牌獎;特生中心表示,目前辨識率達55%,仍有很大進步空間,未來技術成熟,有望作為綠色環境給付或碳匯計算所需的生態價值評估基礎。

韓國首爾國際發明展於去年11月16日至19日舉辦,共有27國、總計627件作品參賽,特生中心與雲科大以「無人飛行載具結合人工智慧應用於農耕地景辨識」為主題的技術發明,在電腦科學類別競賽中獲得銅牌獎。

特生中心助理研究員陳榮宗表示,國內早先已有林務局農航所及農試所等單位投入航拍及相關影像辨識研究,但多針對大面積的不同「作物」影像,對於組成複雜的農耕地,尚無法辨識其上各別地景的差異,檢視國內外研究,此技術均屬首創;且此技術是以無人機取得空拍影像,未來可以更具機動性、更符合區域性的影像辨識需求。

陳榮宗指出,目前國內提供綠色環境給付或生態服務給付,主要根據採行有機或友善農業生產方式,或是以農地上拍攝到石虎等瀕危物種,作為其顯現生態價值的依據而提供給付獎勵,但農地上究竟是什麼地景吸引石虎出沒、什麼地景組成有利生態系統,往往難以描述;未來透過農耕地景影像辨識技術量化農地地景組成,將可作為相關綠色給付評估農地生態價值的基礎。

利用空拍機航拍慈心大自然莊園所產製的正射影像。(圖片提供/特生中心)

透過人工智慧VGG19+U NET模型辨識地景分類,可量化農地地景組成。(圖片提供/特生中心)

特生中心自2021年起於雲林古坑慈心大自然莊園、大力有機農場,以及南投埔里的道田生態休閒農場、白魚伯農場與魚池一處農場,面積總計35公頃的5處農場收集地景影像資料,每年分四季、多角度拍攝,總計收集1千餘張空拍影像,經神經網絡學習,已可辨識農地上包括水田、旱田、混淆林(複層林)、草生地、裸露地、建築物、水域、浮水植物、果樹等9類地景,辨識率達55%。

陳榮宗指出,9類地景再透過與內政部地籍資料套圖或人工分類,可再區分出生態區、生產區、生活區及其他等四大功能分區,有利進一步生態價值分析;但因生態、生產、生活不同分區可能都有類似的裸露地地景,隸屬生態區的草生地可能與生產區做草生栽培的果樹混淆,或是生產用的果樹被誤認為生態區的混淆林,使得影像辨識產生誤差,未來仍待樣本數的增加及預測模型的改善,提升辨識率。