ต้นไม้สูง 84.1 เมตรซ่อนอยู่กลางภูเขา แล้วนักวิจัยรู้ได้ยังไงว่ามันสูงขนาดนั้น?

กลางภูเขาสูงชันของไต้หวัน มีต้นสนไต้หวันชนิด Taiwania cryptomerioides ต้นหนึ่งสูงถึง 84.1 เมตร จนได้รับการยืนยันว่าเป็นต้นไม้ที่สูงที่สุดเท่าที่มีรายงานในเอเชียตะวันออก

ฟังดูเหมือนแค่ข่าวเจอต้นไม้ยักษ์

แต่คำถามที่น่าสนใจกว่าคือ ในป่าที่ต้นไม้หนาแน่น ภูเขาซับซ้อน และบางพื้นที่แทบเข้าไม่ถึง นักวิจัยรู้ได้อย่างไรว่าควรเดินไปหาต้นไหน และจะมั่นใจได้อย่างไรว่าต้นนั้นสูงจริง?

คำตอบเริ่มจากเทคโนโลยีที่ชื่อว่า LiDAR หรือ Light Detection and Ranging ซึ่งใช้เลเซอร์สแกนภูมิประเทศจากอากาศ แล้วสร้างข้อมูลสามมิติของพื้นดินและเรือนยอดไม้ขึ้นมา

LiDAR ไม่ได้ “มองทะลุป่า” แบบเอกซเรย์

ถ้าตัดศัพท์เทคนิคออก หลักการของมันคือการยิงพัลส์เลเซอร์ลงไปจำนวนมาก แล้ววัดว่าแสงแต่ละพัลส์ใช้เวลานานแค่ไหนกว่าจะสะท้อนกลับมา

เมื่อรวมกับข้อมูลตำแหน่ง นักวิจัยก็สามารถสร้างเป็นกลุ่มจุดสามมิติ หรือ point cloud เพื่อมองเห็นรูปร่างของภูเขา ระดับพื้นดิน และความสูงของเรือนยอดไม้ในพื้นที่กว้างมากได้พร้อมกัน

จากนั้นจึงสร้างแบบจำลองความสูงของเรือนยอด หรือ Canopy Height Model แล้วให้ระบบค้นหาจุดที่ดูเหมือนมีต้นไม้สูงผิดปกติ

ผลเบื้องต้นออกมาถึง 57,065 จุด

ตัวเลขนี้ฟังดูน่าตื่นเต้น แต่ความจริงคือ ถ้าปล่อยให้ทีมภาคสนามเดินไปตรวจทุกจุด ก็แทบเป็นไปไม่ได้

ปัญหาคือ ภูเขาสามารถหลอกระบบให้ดูเหมือน “ต้นไม้สูงมาก” ได้

ไต้หวันเป็นพื้นที่ภูเขาสูงและลาดชันมาก มีทั้งหน้าผา สันเขา และหุบลึกจำนวนมาก

ตรงนี้เองที่ทำให้อัลกอริทึมอาจตีความผิดได้ ถ้าต้นไม้ขึ้นอยู่ใกล้หน้าผาหรือพื้นที่ที่ระดับพื้นเปลี่ยนเร็ว ระบบอาจคำนวณความสูงของต้นไม้สูงเกินจริง เพราะแยกความต่างระดับของภูมิประเทศออกจากความสูงของต้นไม้ได้ไม่สมบูรณ์

เมื่อตรวจผลที่ระบบคัดออกมา นักวิจัยพบว่า ประมาณ 93% ของจุดที่ดูเหมือนต้นไม้สูงมากในช่วงแรก กลายเป็น false positive หรือจุดที่ระบบประเมินผิด

ตรงนี้สำคัญมาก เพราะมันบอกว่า LiDAR เก่งในการช่วยหา “ผู้ต้องสงสัย” แต่ยังไม่ใช่คำตอบสำเร็จรูปที่กดครั้งเดียวแล้วเชื่อได้ทั้งหมด

จุดที่น่าสนใจคือ งานนี้ยังต้องใช้ “สายตาคน” มาช่วยคัด

แทนที่จะเชื่อระบบอัตโนมัติทั้งหมด โครงการนี้เปิดให้คนเข้ามาช่วยตรวจข้อมูลด้วย

มีอาสาสมัคร 372 คน ช่วยดูภาพโปรไฟล์ LiDAR เพื่อแยกว่า จุดที่ระบบมองว่าเป็นต้นไม้สูงนั้นมีลักษณะสมเหตุสมผลจริงหรือไม่ หรืออาจเป็นเพียงผลหลอกจากหน้าผาและความลาดชัน

จากจุดต้องสงสัยกว่า 57,065 จุด จึงถูกคัดเหลือประมาณ 4,736 จุด ที่น่าเชื่อถือมากขึ้น ก่อนส่งต่อให้ผู้เชี่ยวชาญวิเคราะห์ข้อมูลสามมิติอย่างละเอียดอีกชั้น

หลังจากนั้น ทีมวิจัยจึงสร้างแผนที่ต้นไม้ยักษ์ของไต้หวัน และพบว่ามีต้นไม้สูงเกิน 65 เมตรอยู่ 941 ต้น

นี่เป็นตัวอย่างที่ชัดมากว่า เทคโนโลยีไม่ได้เข้ามาแทนคนทุกขั้นตอน แต่ช่วยย่อโจทย์จากพื้นที่มหาศาลให้เหลือเป้าหมายที่มนุษย์พอจะตรวจต่อได้จริง

แต่สุดท้าย ก็ยังต้องเดินเข้าไปวัดของจริง

แม้จะมีแผนที่จากข้อมูลอากาศและการคัดกรองหลายชั้นแล้ว นักวิจัยก็ยังไม่หยุดแค่หน้าจอคอมพิวเตอร์

ในเดือนมกราคม 2023 ทีมสำรวจเลือกต้นที่มีแนวโน้มว่าจะสูงที่สุด แล้วเดินทางตามลำน้ำเข้าไปประมาณ 20 กิโลเมตร ก่อนใช้เวลาอีกสองวันปีนขึ้นพื้นที่สูงชันเพื่อไปให้ถึงต้นจริง

เมื่อไปถึง นักปีนต้นไม้ขึ้นไปจนถึงยอด แล้วหย่อนสายวัดลงมาถึงพื้นโดยตรง

ผลการวัดภาคสนามออกมาที่ 84.1 เมตร

สิ่งที่น่าสนใจคือ ค่าเดิมจากแบบจำลอง LiDAR ของต้นนี้อยู่ที่ประมาณ 79.5 เมตร ซึ่งต่ำกว่าค่าที่วัดจริงเกือบ 5 เมตร

นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไม LiDAR ถึงเหมาะมากสำหรับการค้นหาและคัดเป้าหมาย แต่ยังไม่ควรถูกมองว่าแทนการลงพื้นที่ยืนยันจริงได้ทุกครั้ง

เทคโนโลยีช่วยหาเข็มในกองหญ้า แต่คนยังต้องไปหยิบเข็มนั้นขึ้นมาดู

เรื่องของต้นไม้สูง 84.1 เมตรนี้จึงไม่ได้น่าสนใจแค่เพราะตัวเลขความสูง

มันน่าสนใจเพราะเป็นตัวอย่างของการทำงานร่วมกันระหว่างเครื่องมือจากอากาศ อัลกอริทึม อาสาสมัคร และการตรวจสอบภาคสนามจริง

LiDAR ช่วยให้เราเห็นสิ่งที่ยากจะเห็นจากพื้นดิน

คอมพิวเตอร์ช่วยลดพื้นที่ค้นหา

สายตามนุษย์ช่วยคัดสิ่งที่ระบบอาจพลาด

และสุดท้าย คนก็ยังต้องเดินเข้าไปในป่า ปีนต้นไม้ และวัดมันด้วยตัวเอง

บางครั้งเทคโนโลยีที่ดีที่สุดไม่ได้ทำให้เรา “ไม่ต้องไปดูของจริง”

แต่มันช่วยให้เรารู้ว่า ของจริงที่ควรไปดู อยู่ตรงไหนกันแน่