<?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">10.21266/2079-4304.2025.255.262-276</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">isplta-604</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>Распознавание древесных пород на основе анализа изображений</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Recognition of tree species based on image analysis</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0143-1916</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Говядин</surname><given-names>И. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Govyadin</surname><given-names>I. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Говядин Илья Константинович – доцент кафедры технологии материалов, конструкций и сооружений из древесины </p><p>194021, Институтский пер., д. 5, лит. У, Санкт-Петербург</p><p>Researcher ID: AAF-5782-2019</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Govyadin Ilya K. – PhD (Technical)</p><p>194021, Institute per. 5. Let. U. St. Petersburg</p><p>Researcher ID: AAF-5782-2019</p></bio><email xlink:type="simple">govyadin812@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7914-8056</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чубинский</surname><given-names>А. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chubinsky</surname><given-names>A. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Чубинский Анатолий Николаевич – профессор кафедры технологии материалов, конструкций и сооружений из древесины</p><p>194021, Институтский пер., д. 5, лит. У, Санкт-Петербург</p><p>Researcher ID: I-9432-2016</p><p> </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Chubinsky Anatoly N. – DSc (Technical), Professor</p><p>194021, Institute per. 5. Let. U. St. Petersburg</p><p>Researcher ID: I-9432-2016</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет 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>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>13</day><month>12</month><year>2025</year></pub-date><volume>0</volume><issue>255</issue><fpage>262</fpage><lpage>276</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Говядин И.К., Чубинский А.Н., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Говядин И.К., Чубинский А.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Govyadin I.K., Chubinsky A.N.</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/604">https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/604</self-uri><abstract><p>В статье представлен метод автоматического распознавания древесных пород на основе анализа изображений стволов деревьев, полученных с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Авторы применяют сверточные нейронные сети (CNN) для классификации семи древесных пород: берёзы, ели, сосны, осины, клёна, дуба и лиственницы. Исследование направлено на преодоление ограничений традиционных методов идентификации, таких как субъективность экспертной оценки и высокая трудоёмкость. Методология включает сбор и предварительную обработку данных, аугментацию изображений для увеличения вариативности, а также обучение модели с использованием архитектур ResNet, EfficientNet и MobileNet. Результаты демонстрируют высокую эффективность модели: средняя точность классификации превышает 90%, при этом наилучшие показатели достигнуты для дуба (97,6%) и берёзы (95,4%). Для пород с визуально схожей фактурой (ель и сосна) точность составила около 85%, что указывает на необходимость дальнейшей оптимизации. Анализ влияния внешних факторов выявил значимость угла съёмки и уровня освещённости для точности классификации. Предложенный метод может быть использован в лесном хозяйстве для автоматизации мониторинга и управления ресурсами. Для повышения эффективности авторы рекомендуют расширить набор данных, включить дополнительные параметры окружающей среды и провести кросс-валидацию на независимых выборках.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article presents a method for the automatic recognition of tree species based on the analysis of tree trunk images captured using unmanned aerial vehicles (UAVs). The authors employ convolutional neural networks (CNNs) to classify seven tree species: birch, spruce, pine, aspen, maple, oak, and larch. The study aims to overcome the limitations of traditional identification methods, such as subjective expert assessment and high labor intensity. The methodology includes data collection and preprocessing, image augmentation to increase variability, and model training using ResNet, EfficientNet, and MobileNet architectures. The results demonstrate the model’s high efficiency, with an average classification accuracy exceeding 90%. The best performance was achieved for oak (97,6%) and birch (95,4%), while visually similar species (spruce and pine) showed lower accuracy (around 85%), indicating the need for further optimization. An analysis of external factors revealed the significant impact of shooting angle and lighting conditions on classification accuracy. The proposed method can be applied in forestry for automated monitoring and resource management. To enhance performance, the authors recommend expanding the dataset, incorporating additional environmental parameters, and conducting cross-validation on independent datasets.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>искусственный интеллект</kwd><kwd>компьютерное зрение</kwd><kwd>машинное обучение</kwd><kwd>анализ деревьев</kwd><kwd>распознавание деревьев</kwd><kwd>алгоритмы ИИ</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>artificial intelligence</kwd><kwd>computer vision</kwd><kwd>machine learning</kwd><kwd>tree analysis</kwd><kwd>tree recognition</kwd><kwd>AI algorithms</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">Войтов Д.Ю., Васильев С.Б., Кормилицын Д.В. Разработка технологии определения породы деревьев с применением компьютерного зрения // Лесной вестник. 2023. Т. 27, № 1. С. 60–66. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-60-66.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Armi L., Abbasi E. Tree Bark Classification using Color-improved Local Quinary Pattern and Stacked MEETG. Journal of Artificial Intelligence and Data Mining (JAIDM), 2023, vol. 11, no. 3, pp. 391–405. DOI: 10.22044/jadm.2023.12692.2420.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Говядин И.К. Инновационные подходы к сбору данных о высотах и диаметрах деревьев в насаждениях // Перспективы развития лесного комплекса: cб. науч. тр. межд. науч.-практ. конф. Брянск, 2023. С. 179–182.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Carpentier M., Giguère P., Gaudreault J. Tree Species Identification from Bark Images Using Convolutional Neural Networks. 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). 2018. DOI: 10.48550/arXiv.1803.00949.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Говядин И.К., Чубинский А.Н., Алексеев А.С. Метод измерения диаметров деревьев на основе технологий искусственного интеллекта // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2024. Вып. 249. С. 177–194. DOI: 10.21266/2079-4304.2024.249.177-194.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Govyadin I.K. Innovative approaches to collecting data on the heights and diameters of trees in plantations. Prospects for the development of the forestry complex: collection of scientific papers of the int. sci.-pract. conf. Bryansk, 2023, рр. 179–182. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Говядин И.К., Каримов Б.М., Шеремет В.А. Система визуализации данных. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023612089 Российская Федерация: № 2022668020; заявл. 30.09.2022; опубл. 30.01.2023.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Govyadin I.K., Karimov B.M., Sheremet V.A. Data visualization system. Certificate of state registration of a computer program No. 2023612089 Russian Federation: No. 2022668020; decl. 09/30/2022; publ. 01/30/2023. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каримов Б.М., Говядин И.К. Искусственный интеллект в лесной отрасли: возможности и перспективы // Современные тренды управления и цифровая экономика: от регионального развития к глобальному экономическому росту: сб. ст. V Межд. науч.-практ. конф. Екатеринбург, 2023. С. 334–338.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Govyadin I.K., Chubinsky A.N., Alekseev A.S. Method for measuring tree diameters based on artificial intelligence technologies. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2024, iss. 249, pp. 177–194. DOI: 10.21266/2079-4304.2024.249.177-194. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Овсянников А.В. Методология классификации пород деревьев бореальных лесов с использованием архитектуры Efficientnet искусственного интеллекта // Journal of Agriculture and Environment. 2024. No. 5 (45). DOI: 10.60797/JAE.2024.45.8.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karimov B.M., Govyadin I.K. Artificial intelligence in the forestry industry: opportunities and prospects // Modern management trends and digital economy: from regional development to global economic growth: collection of articles from the V Int. sci.-pract. conf. Ekaterinburg, 2023, pp. 334–338.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Armi L., Abbasi E. Tree Bark Classification using Color-improved Local Quinary Pattern and Stacked MEETG // Journal of Artificial Intelligence and Data Mining (JAIDM). 2023. Vol. 11, no. 3. P. 391–405. DOI: 10.22044/jadm.2023.12692.2420.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kim T.K., Hong J., Ryu D., Kim S., Byeon S.Y., Huh W., Kim K., Baek G.H., Kim H.S. Identifying and extracting bark key features of 42 tree species using convolutional neural networks and class activation mapping. Scientific Reports, 2022, vol. 12, art. no. 4772. DOI: 10.1038/s41598-022-08571-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Carpentier M., Giguère P., Gaudreault J. Tree Species Identification from Bark Images Using Convolutional Neural Networks // 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). 2018. DOI: 10.48550/arXiv.1803.00949.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kim J.-H., Purusatama B.D., Savero A., Prasetia D., Jang J., Park S.-Y., Lee S., Kim N. Convolutional neural network performance and the factors affecting performance for classification of seven Quercus species using sclereid characteristics in the bark. BioResources, 2023, vol. 19, pp. 510–524. DOI: 10.15376/biores.19.1.510-524.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kim T.K., Hong J., Ryu D., Kim S., Byeon S.Y., Huh W., Kim K., Baek G.H., KimH.S. Identifying and extracting bark key features of 42 tree species using convolutional neural networks and class activation mapping // Scientific Reports. 2022. Vol. 12. Art. no. 4772. DOI: 10.1038/s41598-022-08571-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kottilapurath Surendran G., Deekshitha, Lukac M., Výbošťok J., Mokros M. A forestry investigation: Exploring factors behind improved tree species classification using bark images. Ecological Informatics, 2024, vol. 85, iss. 1, art. no. 102932. DOI: 10.1016/j.ecoinf.2024.102932.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kim J.-H., Purusatama B.D., Savero A., Prasetia D., Jang J., Park S.-Y., Lee S., Kim N. Convolutional neural network performance and the factors affecting performance for classification of seven Quercus species using sclereid characteristics in the bark // BioResources. 2023. Vol. 19. P. 510–524. DOI: 10.15376/biores.19.1.510-524.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Miao S., Zhang K., Zeng H., Liu J. AI-Based Tree Species Classification Using Pseudo Tree Crown Derived From UAV Imagery (preprint). 2024. DOI: 10.20944/preprints202402.0786.v1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kottilapurath Surendran G., Deekshitha, Lukac M., Výbošťok J., Mokros M. A forestry investigation: Exploring factors behind improved tree species classification using bark images // Ecological Informatics. 2024. Vol. 85, iss. 1. Art. no. 102932. DOI: 102932.10.1016/j.ecoinf.2024.102932.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Onishi M., Ise T. Explainable identification and mapping of trees using UAV RGB image and deep learning. Scientific Reports, 2021, vol. 11, art. no. 903. DOI: 10.1038/s41598-020-79653-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Miao S., Zhang K., Zeng H., Liu J. AI-Based Tree Species Classification Using Pseudo Tree Crown Derived From UAV Imagery (preprint). 2024. DOI: 10.20944/preprints202402.0786.v1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ovsyannikov A.V. Methodology for classification of boreal forest tree species using the Efficientnet artificial intelligence architecture. Journal of Agriculture and Environment, 2024, no. 5 (45). DOI: 10.60797/JAE.2024.45.8. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Onishi M., Ise T. Explainable identification and mapping of trees using UAV RGB image and deep learning // Scientific Reports. 2021. Vol. 11. Art. no. 903. DOI: 10.1038/s41598-020-79653-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pradipkumar V.H., Alagu Raja R.A. Automatic Identification of Tree Species from UAV Images Using Machine Learning Approaches. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 2022, vol. 50, pp. 2447-2464. DOI: 10.1007/s12524-022-01608-6.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pradipkumar V.H., Alagu Raja R.A. Automatic Identification of Tree Species from UAV Images Using Machine Learning Approaches // Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 2022. Vol. 50. P. 2447–2464. DOI: 10.1007/s12524-022-01608-6.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Voitov D.Yu., Vasilyev S.B., Kormilitsyn D.V. Development of technology for determining tree species using computer vision. Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 60–66. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-60-66. (In Russ.)</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>
