<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">isplta</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-4304</issn><issn pub-type="epub">2658-5871</issn><publisher><publisher-name>СПбГЛТУ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21266/2079-4304.2023.242.167-178</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">isplta-13</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TECHNOLOGY AND EQUIPMENT OF LOGGING INDUSTRIES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Классификация пород деревьев в процессе лесозаготовки с применением методов машинного обучения</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Classification of tree species in the process of logging using machine learning methods</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0619-1242</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Жук</surname><given-names>К. Д.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zhuk</surname><given-names>K. D.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ЖУК Кирилл Дмитриевич – аспирант кафедры технологии лесозаготовительных производств</p><p>194021, Институтский пер., д. 5, лит. У, Санкт-Петербург</p><p>ResearcherID: T-6299-2017</p></bio><bio xml:lang="en"><p>ZHUK Kirill D. – PhD student of the technologies of logging industries department</p><p>194021. Institutsky per. 5. Let. U. St. Petersburg</p><p>ResearcherID: T-6299-2017</p></bio><email xlink:type="simple">zhuk_kd@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-8077-3542</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Угрюмов</surname><given-names>С. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ugryumov</surname><given-names>S. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>УГРЮМОВ Сергей Алексеевич – профессор кафедры технологии лесозаготовительных производств, доктор технических наук</p><p>194021, Институтский пер., д. 5, лит. У, Санкт-Петербург</p><p>ResearcherID: F-6510-2016</p></bio><bio xml:lang="en"><p>UGRYUMOV Sergei A. – DSc (Technical), Professor of the technologies of logging industries department</p><p>194021. Institutsky per. 5. Let. U. St. Petersburg</p><p>ResearcherID: F-6510-2016</p></bio><email xlink:type="simple">ugr-s@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-8507-9584</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Свойкин</surname><given-names>Ф. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Svoykin</surname><given-names>F. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>СВОЙКИН Федор Владимирович – доцент кафедры технологии лесозаготовительных производств, кандидат технических наук</p><p>194021, Институтский пер., д. 5, лит. У, Санкт-Петербург</p><p>ResearcherID: AAC-4074-2020</p></bio><bio xml:lang="en"><p>SVOIKIN Fedor V. – PhD (Technical), associate professor of  technologies of logging industries department</p><p>194021. Institutsky per. 5. Let. U. St. Petersburg</p><p>ResearcherID: AAC-4074-2020</p></bio><email xlink:type="simple">svoykin_fv@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Санкт-Петербургский государственный лесотехническоий университета имени С.М. Кирова</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный лесотехническоий университета имени С.М. Кирова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>St.Petersburg State Forest Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>06</day><month>02</month><year>2024</year></pub-date><volume>0</volume><issue>242</issue><fpage>167</fpage><lpage>178</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Жук К.Д., Угрюмов С.А., Свойкин Ф.В., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Жук К.Д., Угрюмов С.А., Свойкин Ф.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Zhuk K.D., Ugryumov S.A., Svoykin F.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/13">https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/13</self-uri><abstract><p>Приведены сдерживающие факторы, ограничивающие повышение эффективности лесозаготовительного производства современными многооперационными машинами, работающими по скандинавской сортиментной технологии в фазе валки, а именно – выбор и регистрация породы древесины. Приведены факторы для создания полной архитектуры полносвязной нейронной сети, зависимости точности прогнозирования полносвязной нейронной сети на тестовой выборке от размера обучающего набора данных, показано изображение зависимости точности прогнозирования от количества деревьев при методе случайного леса для классификации изображений. Исследованы классификаторы для задачи определения породы ствола дерева по изображению на основе методов полносвязной нейронной сети и случайного леса. Рассматриваемые классификаторы написаны на языке программирования Python с применением библиотеки tensorflow. Для написания кода использовалась кроссплатформенная интегрированная среда разработки PyCharm Community. Для полносвязных нейронных сетей установлены достаточное количество изображений и размер тестовой выборки для обучения при применении в качестве целевых значений меток классов породы ствола дерева. Определено необходимое количество изображений для обучения полносвязных нейронных сетей при применении в качестве целевых значений меток классов породы ствола дерева с высокой точностью прогнозирования. Построены зависимости точности прогнозирования полносвязной нейронной сети на тестовой выборке от размера обучающего набора данных.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article presents the constraining factors that limit the increase in the efficiency of logging production by modern multi-operation machines operating on the Scandinavian cut-to-length technology in the felling phase, namely the selection and registration of wood species. The factors for creating a complete architecture of a fully connected neural network are given, the dependence of the prediction accuracy of a fully connected neural network on a test sample on the size of the training data set, an image of the dependence of the prediction accuracy on the number of trees in the random forest method for image classification is shown. Classifiers for the problem of determining the species of a tree trunk from an image based on the methods of a fully connected neural network and random forest have been studied. The considered classifiers are written in the Python programming language using the tensorflow library. The PyCharm Community cross-platform integrated development environment was used to write the code. For fully connected neural networks, a sufficient number of images and a test sample size were established for training, using tree trunk breed class labels as target values. As a result of the research, the required number of images was determined for training fully connected neural networks when using tree trunk breed class labels with high prediction accuracy as target values. Dependences of the prediction accuracy of a fully connected neural network on a test set on the size of the training data set are constructed.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>лесные машины</kwd><kwd>скандинавская сортиментная технология</kwd><kwd>валка</kwd><kwd>регистрация</kwd><kwd>выбор породы</kwd><kwd>классификация изображений</kwd><kwd>машинное обучение</kwd><kwd>полносвязные нейронные сети</kwd><kwd>метод случайного леса</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>forest machines</kwd><kwd>Scandinavian cut-to-length technology</kwd><kwd>felling</kwd><kwd>registration</kwd><kwd>species selection</kwd><kwd>image classification</kwd><kwd>machine learning</kwd><kwd>fully connected neural networks</kwd><kwd>random forest method</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алеев Д.В. Обеспечение подготовки высококвалифицированных кадров для лесопромышленного комплекса // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Красноярск: СибГЛТУ, 2019. С. 759–761.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aleev D.V. Providing training of highly qualified personnel for the timber industry. Young scientists in solving actual problems of science: Collection of materials of the All-Russian scientific and practical conference of students, graduate students and young scientists. Krasnoyarsk: SibGSTU, 2019, pp. 759–761. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Базаров С.М., Беленький Ю.И., Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф., Бальде Т.М.Д. Системный анализ технологической эффективности производства сортиментов на базе ВСРМ // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 233. С. 177–188.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bazarov S.M., Belenky Yu.I., Svoykin F.V., Svoykin V.F., Balde T.M.D. System analysis of the technological efficiency of the production of assortments on the basis of VSRM. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2020, iss.. 233, pp. 177–188. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вербицкая Н.О., Чекотин Р.С. Формирование нейрометодики профессионального обучения в условиях человеко-машинного взаимодействия // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Образование. Педагогические науки. 2017. Т. 9, № 2. С. 62–73.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Verbitskaya N.O., Chekotin R.S. Formation of the neuromethodology of vocational training in the conditions of human-machine interaction. Bulletin of the South Ural State University. Series: Education. Pedagogical Sciences, 2017, vol. 9, no. 2, pp. 62–73. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Елисеев И.Н., Елисеев И.И. Непараметрический подход к оценке результатов обучения: бутстреп-метод и его возможности // Современное образование: содержание, технологии, качество. 2019. Т. 1. С. 176–179.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eliseev I.N., Eliseev I.I. Non-parametric approach to assessing learning outcomes: the bootstrap method and its capabilities. Modern education: content, technology, quality, 2019, vol. 1, pp. 176–179. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Волков С.Н., Корешков Н.В. Ведение лесозаготовок. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2017. 166 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Volkov S.N., Koreshkov N.V. Conducting logging. M.: MSTU named after N.E. Bauman, 2017. 166 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Никонорова Л.И., Тимофеев М.Г., Кузнецова А.П. Python как современный язык программирования // Наука и образование. 2019. Т. 2, № 2. С. 263.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikonorova L.I., Timofeev M.G., Kuznetsova A.P. Python as a modern programming language. Science and Education, 2019, vol. 2, no. 2, p. 263. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Полянская О.А., Михайлова А.Е., Тамби А.А. Общая характеристика текущей экономической ситуации ЛПК России и перспективы развития // Современные машины, оборудование и IT-решения лесопромышленного комплекса: теория и практика: матер. Всерос. науч.-практ. конф. Воронеж: ВГЛТУ, 2021. С. 101–106.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Polyanskaya O.A., Mikhailova A.E., Tambi A.A. General characteristics of the current economic situation in the timber industry complex of Russia and development prospects. Modern machines, equipment and IT solutions for the timber industry: theory and practice: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference. Voronezh: VGSTU, 2021, pp. 101–106. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Полянская О.А. Лесопромышленный комплекс. Результаты работы 7 месяцев 2022 года // Развитие науки и практики в глобально меняющемся мире в условиях рисков: сб. материалов XIII Междунар. науч.-практ. конф. М.: АЛЕФ, 2022. С. 239–242.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Polyanskaya O.A. Timber industry complex. Results of the work of the 7th month of 2022. Development of science and practice in a globally changing world under the conditions of risks: collection of materials of the XIII International Scientific and Practical Conference. M.: ALEF Publishing House, 2022, pp. 239–242.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рябухин П.Б., Абраменко А.С. Система «человек – машина – среда» в лесном комплексе // Вестник КрасГАУ. 2009. № 4. С. 184–186.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ryabukhin P.B., Abramenko A.S. The system «man – machine – environment» in the forest complex. Bulletin of KrasSAU, 2009, no. 4, pp. 184–186. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сиротов А.В., Лапин А.С., Тесовский А.Ю., Карчин Ф.А., Усачев М.С. Супервизорное управление исполнительными механизмами машин лесозаготовок и лесного хозяйства // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2021. Т. 25, № 4. С. 121–128.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sirotov A.V., Lapin A.S., Tesovsky A.Yu., Karchin F.A., Usachev M.S. Supervisory control of executive mechanisms of logging and forestry machines. Lesnoy vestnik. Forestry Bulletin, 2021, vol. 25, no. 4, pp. 121–128. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Старикова А.А., Стародубцева А.А. Лесопромышленный комплекс России в условиях санкций 2022 года // Инновации в химико-лесном комплексе: тенденции и перспективы развития: матер. Всерос. науч.-практ. конф. Красноярск: СибГТУ, 2022. С. 185–188.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Starikova A.A., Starodubtseva A.A. The timber industry complex of Russia under the sanctions of 2022. Innovations in the chemical and forestry complex: trends and development prospects: materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference. Krasnoyarsk: SibSTU, 2022, pp. 185–188. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тимохина О.А. Проблемы кадрового обеспечения лесопромышленного комплекса в условиях цифровизации экономики Российской Федерации // Повышение эффективности управления устойчивым развитием лесопромышленного комплекса: матер. Всерос. науч. конф. Воронеж: ВГЛТУ. 2020. С. 510–514.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Timokhina O.A. Problems of staffing the timber industry in the context of digitalization of the economy of the Russian Federation. Improving the efficiency of managing the sustainable development of the timber industry: materials of the All-Russian Scientific Conference. Voronezh: VSLTU, 2020, pp. 510–514. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Швецова В.В. Повышение эффективности подготовки кадров для лесопромышленного комплекса России // Повышение эффективности управления устойчивым развитием лесопромышленного комплекса: матер. Всерос. науч. конф. Воронеж: ВГЛТУ. 2020. С. 520–525.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shvetsova V.V. Improving the efficiency of training personnel for the timber industry complex of Russia. Improving the efficiency of managing the sustainable development of the timber industry complex: materials of the All-Russian Scientific Conference. Voronezh: VSLTU, 2020, pp. 520–525. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Novikov S.V., Veas Iniesta D.S. Analysis of development trends in the innovation industry of the Russian Federation // Amazonia Investiga. 2019. No. 8(19). P. 298–307.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Novikov S.V., Veas Iniesta D.S. Analysis of development trends in the innovation industry of the Russian Federation. Amazonia Investiga, 2019, no. 8(19), pp. 298–307.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
