presentation

1.

Углеродный верификатор
Проверяем по спутникам, сколько углерода хранит лес, что с ним случилось и
сколько это углеродных единиц и рублей
Команда Vectra · кейс SR Data · Космохакатон

2.

Задача простыми словами
Лес — как счёт в банке, только вместо денег на нём углерод
1
2
3
Сколько было и стало
Что было бы без проекта
Сколько единиц и рублей
По картам биомассы считаем углерод
в лесу на начало и конец периода.
Вырос остаток — лес накопил, упал —
потерял.
Организаторы задали сценарий: лес
продолжал бы меняться так же, как в
2015–2019 годах. Это базовая линия.
Единицы — насколько факт лучше
сценария, минус поправка на
неточность данных и 15 % резерва.
Одна единица — тонна CO₂.
Проверяющему нужен быстрый ответ: единицы появились или нет, сколько их и почему. И доказательства,
которые можно открыть одним щелчком.
Vectra · Углеродный верификатор
2

3.

От контура до ответа — около минуты
Выбрать участок или нарисовать контур, задать годы, нажать «Выполнить расчёт»
Vectra · Углеродный верификатор
Вывод простым языком и три главных
числа: углеродный эффект, единицы,
рубли
Карта: где лес изменился и насколько
сильно
График по годам, доказательства по
каждому изменению, диапазон
неточности
Отчёт в PDF и HTML с номером и датой
расчёта
Три взгляда на один результат:
проверяющий, владелец проекта,
инвестор
3

4.

Пример 1. Лес в Мордовии сгорел в августе 2021 года
Сервис сам нашёл гарь, назвал даты и подтвердил причину независимым источником
1 275 га
−32 %
сгоревшего леса
найдено по снимкам до
и после
запаса углерода за два
года: 32,8 → 22,2 т на
гектар
93 %
0 единиц
гари совпадает с
глобальным продуктом
пожаров NASA
результат хуже
сценария «без
проекта»
Снимки из открытого каталога сузили дату события с
350 до 37 дней: 12 июля — 18 августа 2021 года.
Vectra · Углеродный верификатор
4

5.

Пример 2. Лес, где ничего не случилось
Тверская область, контрольный участок: нарушений на снимках нет
+1 т углерода на гектар
такой прирост запаса за 2019–2024 годы показывает
карта биомассы
± 40 т на гектар
такова погрешность самой карты в каждой клетке
Прирост меньше погрешности: по данным нельзя
уверенно сказать даже, вырос запас или снизился.
Сценарий «без проекта» ждал большего, поэтому
единиц — ноль. Это честный ответ, а не сбой.
Vectra · Углеродный верификатор
5

6.

Ноль единиц — это результат, а не ошибка
Сервис измеряет, а не максимизирует
0 из 4
9 из 60
2 635 единиц
участков дают единицы за полный период
2019–2024: везде факт хуже сценария
сочетаний «участок × период» вообще
лучше сценария
единственный заметный случай — 3,95 млн
руб. при цене 1 500 руб.
Vectra · Углеродный верификатор
Эти 2 635 единиц — на сгоревшем участке. Лес там терял углерод,
просто сценарий ждал ещё большей потери
Сервис пишет это предупреждение прямо под числом единиц и в окне
выпуска
«Ноль» и «расчёт недоступен» — разные состояния: во втором случае
сервис называет, каких данных не хватило
6

7.

Можно ли верить числу? Показываем не точку, а диапазон
Карта биомассы — оценка, а не измерение рулеткой
Сколько единиц остаётся, если ошибки соседних клеток карты связаны
на расстоянии, м
Главный вопрос — связаны ли ошибки соседних
клеток карты. Независимые ошибки гасят друг
друга, связанные — складываются
По данным это нельзя установить точно: наземных
измерений нет. Поэтому считаем несколько
сценариев и называем диапазон сценарным
Единицы исчезают уже при связи на 120–160
метров. Сервис показывает эту границу рядом с
каждым ненулевым результатом
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
25
50
75
100
125
ошибки по годам сильно связаны
150
175
200
225
связаны наполовину
250
275
300
не связаны
Проверка: расчёт по формуле и случайное моделирование (2 000 прогонов) сходятся в пределах 1–3 %.
Vectra · Углеродный верификатор
7

8.

Вывод исследования 1. Всё решает сценарий «без проекта»
Одни и те же данные о лесе, пять способов провести базовую линию
Потенциальные единицы при разных базовых линиях
0 → 11 749
14000
12000
11 749
11 305
единиц на одном и том же участке — только от
способа провести линию по пяти точкам истории
10000
8000
6 709
7 362
6000
4000
2000
0
Основной расчёт всегда идёт по общей таблице
кейса
В интерфейсе и отчёте базовая линия подписана
как сценарное допущение
История запаса на нарушенных участках скачет
так, что не может быть реальной: это шум
годовых карт
954
0
0
как в кейсе
0
запас не
меняется
0
робастный тренд обычный тренд
Мордовия-04, 2023–2024
Vectra · Углеродный верификатор
0
тренд за год
Мордовия-03, 2023–2024
8

9.

Вывод исследования 2. В снимках набора была ловушка
47 из 50 снимков затемнены: поправка яркости применена дважды
Ложные «изменения» на контрольном участке, %
площади
Описание данных просит объяснить отрицательные значения
яркости. Мы нашли причину: каталог уже вычел поправку, а при
подготовке набора её вычли ещё раз
Без исправления индекс гари выходит за физические пределы, а
на нетронутом лесу «находятся» изменения — до 26 % площади в
худшей паре снимков
Сервис исправляет это при чтении и пишет об этом в отчёте. Три
снимка без ошибки не трогает
Проверка на их же данных: окно, скачанное нами из открытого
каталога, совпало с файлом организаторов до последнего бита
4,5
4
3,95
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0,10
0
снимки как в наборе
Vectra · Углеродный верификатор
после нашей поправки
9

10.

Сверх обязательного: кому и зачем
Демо-реестр единиц
Прогноз и риски до 2029
Сравнение двух расчётов
Любой контур, не только
из набора
Инвестору: выпуск, передача,
погашение. Отказ в повторном
выпуске на ту же землю.
Заморозка при новой потере
Инвестору: тренд запаса и
факторы риска — пожары,
потери покрова, шумные
данные. Отдельно от прошлого
периода
Проверяющему: участок с
изменением и контрольный на
одном экране
Сервис сам скачивает карты
биомассы и ясные снимки под
нарисованный лес, хранит их в
кэше и работает без интернета.
Единиц вне набора нет: кейс не
задаёт для такой земли
сценарий
Vectra · Углеродный верификатор
10

11.

Как это сделано и как проверить
896
Q = 395
1 команда
4 секунды
автоматических проверок;
запуск одной командой,
интернет не нужен
пример из постановки задачи
воспроизводится точно
docker compose up — сервис,
интерфейс и данные в одном
образе
расчёт участка 18 км² на
сохранённых файлах
Наш способ считать площади воспроизвёл опорные числа организаторов с точностью до шестого знака
Каждый результат хранит номер, дату, параметры и контрольные суммы всех использованных файлов
Пример отчёта — в docs/sample-report; эксперименты исследования повторяются скриптами
Только открытые данные: ESA CCI Biomass, Sentinel-2, Hansen GFC, MODIS — с версиями и лицензиями в интерфейсе и отчёте
Vectra · Углеродный верификатор
11

12.

Что сервис не обещает
Считаем только живую надземную древесину. Корни, почва, подстилка — вне расчёта
Потеря запаса — не то же самое, что выброс в атмосферу: часть углерода остаётся в мёртвой древесине
Диапазон сценарный: наземных измерений в наборе нет, и мы не называем его доверительным интервалом
Причину изменения называем только при подтверждении. Иначе — «причина не установлена»
Единицы — расчёт по условиям кейса, не сертифицированные. Вне четырёх участков единиц нет: для них не
задан сценарий
Спасибо. Покажем сервис вживую и ответим на вопросы.

13.

Приложение А. Участок с изменением и контрольный
участок
Тверь (контроль), 2019–2024
Мордовия-03 (пожар), 2020–2022
Средний запас, т C/га
85,13 → 86,14
32,84 → 22,19
Результат E, т CO₂-экв.
−6 485 (накопление)
+71 417 (потеря)
Сценарный диапазон
−21 345 … +8 376
+65 624 … +77 210
Знак изменения
не установлен
установлен
Сценарий «без проекта», E_base
−11 032
+33 288
Результат к сценарию R → единицы
−4 547 → 0
−38 129 → 0
Подтверждённые изменения
0 га; 2,6 га слабого сигнала
гарь 1 275 га, 93 % в ячейках MODIS
Вклад изменившейся территории в потерю
—
89 %
На контроле годовые колебания E от −6 760 до +5 476 т CO₂-экв. при отсутствии изменений на снимках — это уровень шума продукта
биомассы.
Vectra · Углеродный верификатор
13

14.

Приложение Б. Источники расходятся — сервис это
показывает
Расхождение
Что видно в данных
Как трактует сервис
GFC относит потерю к 2022 году, MODIS и
Sentinel-2 — к августу 2021
99,7 % площади GFC-2022 лежит внутри гари; до
12.07.2021 эти пиксели целы
GFC датирует событие годом обнаружения:
принимаются оба года перехода
GFC покрывает 17 % гари Мордовии-03
63 % гари уже имели год потери 2011
у GFC один год потери на пиксель — это только
подтверждение
Ячейки MODIS и площадь гари
102 га гари вне ячеек, 78 га внутри ячеек целы
число ячеек площадью гари не считается
CCI: спад запаса Мордовии-04 в 2019–2021
по Sentinel-2 — 6 га слабого сигнала
«снижение без подтверждённого нарушения;
причина не установлена»
Потери Вологды
продукта гарей для участка в наборе нет
«причина не установлена»: пожар нельзя ни
подтвердить, ни исключить
Сравнение спутниковых продуктов между собой показывает согласованность источников, а не точность: наземных измерений нет.
Vectra · Углеродный верификатор
14

15.

Приложение В. Методы коротко
Запас и единицы
Изменения
Неопределённость
Метод разности запасов МГЭИК, CF =
0,47, 44/12
Перенос попиксельных СКО CCI на
разность запасов
Вес пикселя — геодезическая площадь
его пересечения с контуром (пиксель
0,50–0,57 га)
Корреляция ошибок: во времени ρt, в
пространстве exp(−d/r)
Подучасток: удельная линия родителя
× своя площадь; части в разных
участках суммируются
Основной диапазон — шире из двух
опорных вариантов; панель из 7
сценариев
Формулы единиц — строго по
постановке; граничные случаи
закреплены тестами
Монте-Карло как независимая
проверка; критические значения для Q
>0
Vectra · Углеродный верификатор
dNBR по Sentinel-2 для каждого
годового перехода, пары одного
сезона
Маска SCL 4–5 с буфером, фильтр
дыма, проверка устойчивости, объект
от 0,52 га
Порог 0,15 выведен из шума
контрольного участка; 0,27 — сильное
изменение
«Пожар» — гарь MODIS ≥ 50 % объекта
и согласованные даты; одно событие
— один объект
15