城市内的树木为我们的生活带来不少好处,不但可改善空气质素和在炎夏有助降温,亦能提升城市景观,并让人们更接近大自然。然而当树木结构不稳,尤其树根部分受台风和暴雨等极端天气影响而受到破坏时,便会对公众安全构成威胁。2018 年,超强台风山竹肆虐,令本港逾 60,000 棵树木倒塌。即使台风过后,因强风和雨水或令树根松脱,塌树的危机仍然存在。

 

定期监察树木的生长情况,对保障公众安全很重要。然而,只运用目测检查树木状态的传统方法并未足够。因此,利用科技对树木进行大规模监察,适时采取相应的护养措施,对保障公众安全,以及促进可持续发展城市的树木管理,均有迫切的需要。

 

大规模管理树木的智能方案

理大土地测量及地理资讯学系副系主任(学术)兼副教授黄文声博士带领的团队,成功开发了城巿树木智能监察系统以应对这问题。

 

该系统利用智能传感技术,透过安装在树干底部的无线传感器进行监察。如树木根部的锚力不足,便会导致树干倾斜。黄博士说:"传感器内置加速器,可量度树木的倾斜角度和方向、移动轨迹,以及异常的移动情况。"从传感器收集得来接近实时的资料,会传输至位於理大的数据中心处理和分析。

 

传感器可量度树木的倾斜角度和方向、移动轨迹,以及异常的移动情况。

 

为识别有潜在风险的树木,团队考虑了各项环境因素后,制定了一套倾斜临界角度。当传感器侦察到树木的倾斜角度超越其中一个临界角度时,系统便会向相关树木管理的部门发出讯息,讯息分为预警、警报及行动三个等级。而树木的位置及现场风速和雨量等周边环境的数据,则会透过地理资讯系统显示。

 

现时全港已有近 8,000 棵树木安装了智能传感器,特别装置在种植於行人及车辆流量较高的地方(例如行人道、斜坡及公园内)的树木上。该系统不但识别出需作安全检查的树木,更会利用以地理大数据分析为基础的人工智能算法,预测树木的倾斜趋势,有助大规模监察树木的健康状况,以便及早为有问题的树木安排护养措施。

 

 

Dr Charles Wong (back row, third from right) and team membersdeveloped the Smart Monitoring System for Urban Tree Management

黄文声博士 (后排右三) 与团队成员携手研发城市树木智能监察系统。

 

该系统除有效监察树木的稳定性外,亦会收集可能导致塌树的不同因素的数据,这些因素包括地形影响、气温与风速,以及交通和环境等人为影响因素。收集得来的数据,将用以制定管理树木的预防策略。

 

这个由理大牵头的项目获得香港赛马会慈善信托基金拨款 3,280 万港元资助,以及多个政府部门的支持。此外,香港大学、香港科技大学及香港地球之友亦有参与这个项目。

 

城巿树木管理的全面策略

该系统有助全面管理城市树木,因而对可持续发展具有重大意义。系统所收集的数据不仅有助检测具潜在风险的树木,更可为未来城市景观设计提供参考资料。了解环境变数与城巿树木变化的相互关系,是智慧城市发展的重要一环。

 

此外,项目亦包括公众教育和参与部分,透过培训计划招募 100 名大学生参加树木管理讲座并成为树木大使,向近 4,000 名本地中学生灌输树木管理的知识。

 

城巿树木智能监察系统成效显著,影响深远。该项目更在今年瑞士日内瓦"国际发明展"网上特别版 Special Edition 2021 Inventions Geneva Evaluation Days - Virtual Event 中荣获金奖。