Kaip integruoti palydovinio Žemės stebėjimo duomenys padeda anksti aptikti miškų ligas ICAERUS miškų ir biologinės įvairovės naudojimo atvejo kontekste

Europos miškai vis dažniau susiduria su klimato kaitos įtaka, kenkėjais ir naujai atsirandančiomis ligomis. Ankstyvas požymių, jog medžiai patiria stresą, aptikimas tampa būtinas siekiant užkirsti kelią didelio masto pažeidimams ir užtikrinti ilgalaikį ekosistemų atsparumą. Tradiciniai stebėsenos metodai, kurie daugiausia remiasi lauko apžiūromis, dažnai nustato problemas tik tada, kai matomi simptomai jau išplitę dideliuose miško plotuose.

ICAERUS projekte miškų ir biologinės įvairovės dronų naudojimo atvejis nagrinėja, kaip pažangios palydovinio Žemės stebėjimo technologijos gali padėti identifikuoti ankstyvus miškų streso indikatorius. Derinant palydovinę stebėseną su didelės raiškos UAV hiperspektriniu vaizdinimu, sukuriama metodika, leidžianti atlikti tiek plataus masto stebėjimą, tiek medžio lygmens diagnostiką. Beta Via prisideda savo patirtimi UAV duomenų rinkimo, hiperspektrinio vaizdinimo ir geografinės analizės srityse, siekdama sukurti šį integruotą stebėsenos procesą.

Plataus masto stebėsena naudojant palydovinius duomenis

Stebėsenos procesas pradedamas kraštovaizdžio lygmens vertinimu, naudojant Sentinel‑2 palydovinius vaizdus. Palydoviniai stebėjimai suteikia nuoseklų ir dažną didelių miško teritorijų padengimą, leidžiantį analitikams stebėti augalijos būklės kitimą laike.

Naudojant vegetacijos indeksų, tokių kaip NDVI (Normalizuotas diferencinis vegetacijos indeksas), MSI (Drėgmės streso indeksas) ir kitų, laiko eilučių analizę, galima identifikuoti subtilius pokyčius lajos atspindyje. Šie pokyčiai gali rodyti ankstyvus streso požymius, susijusius su sausra, kenkėjų veikla, ligomis ar maistinių medžiagų disbalansu.

Svarbu tai, kad tokie spektriniai signalai gali pasirodyti dar prieš matomus simptomus lauke. Identifikuojant anomalijas dideliuose miško plotuose, palydoviniai duomenys padeda nustatyti zonas, kuriose miško būklė gali blogėti.

Šis pirminis atrankos etapas leidžia miškų valdytojams sutelkti stebėsenos pastangas į konkrečias vietas, kuriose reikia atlikti detalesnį tyrimą.

UAV hiperspektrinė stebėsena detaliai diagnostikai

Kai potencialiai paveiktos teritorijos nustatomos palydovinės analizės metu, stebėsenos procesas pereina į didesnės raiškos tyrimo etapą.

Naudojamas multirotorinis UAV su hiperspektrine kamera, kuri renka detalius spektrinius vaizdus maždaug 5 cm erdvine raiška. Toks detalumo lygis leidžia atskirti ir analizuoti atskirų medžių lajas. Hiperspektriniai jutikliai fiksuoja informaciją plačiame elektromagnetinio spektro ruože, naudodami daugybę siaurų spektrinių juostų. Ši gausi spektrinė informacija leidžia aptikti fiziologinius ir biocheminius augalų pokyčius, kurie dar nėra matomi žmogaus akiai. Hiperspektrinė analizė leidžia identifikuoti tokius pokyčius kaip: • lapų pigmentų sudėties pokyčiai • ankstyvi spalvos pakitimai • drėgmės stygius – medžių patiriamas drėgmės stresas • maistinių medžiagų trūkumai • ligų vystymosi simptomai

Duomenų integravimas ankstyvam aptikimui

Vienas iš pagrindinių ICAERUS miškų ir biologinės įvairovės naudojimo atvejo Lietuvoje tikslų – sukurti išsamią metodiką, integruojančią kelis nuotolinio stebėjimo duomenų sluoksnius.

Palydoviniai vaizdai suteikia plataus masto aprėptį ir leidžia efektyviai identifikuoti galimo streso zonas. UAV hiperspektrinė stebėsena suteikia didelės raiškos diagnostiką, leidžiančią detaliai įvertinti atskirų medžių būklę.

Projekte kuriami analitiniai algoritmai siekia interpretuoti spektrinius ženklus, susijusius su įvairiais streso tipais. Derinant palydovinių laiko eilučių duomenis su hiperspektriniais matavimais, stebėsenos sistema gali aptikti dėsningumus, sekti pokyčius laike ir pagerinti miško sveikatos vertinimo tikslumą.

Šis daugiasluoksnis procesas paverčia žalius nuotolinio stebėjimo duomenis į praktines įžvalgas, galinčias paremti miškų valdymo sprendimus.

Prisidedant prie adaptyvaus miškų valdymo

Klimato kaita didina aplinkos streso veiksnių, tokių kaip užsitęsusios sausros, ekstremalios temperatūros ir kenkėjų protrūkiai, dažnį ir intensyvumą. Todėl ankstyvas streso indikatorių aptikimas yra būtinas, siekiant užkirsti kelią nedideliems sutrikimams virsti didelio masto miškų degradacija. ICAERUS sukurta integruota stebėsenos metodika parodo, kaip palydovinės ir UAV technologijos gali viena kitą papildyti, suteikdamos tiek regioninę apžvalgą, tiek medžio lygmens analizę. Ši daugiasluoksnė sistema leidžia anksčiau imtis veiksmų, efektyviau paskirstyti išteklius ir geriau suprasti miškų dinamiką. Beta Via, vykdydama UAV hiperspektrinių duomenų rinkimą ir geografinę analizę, prisideda prie inovatyvių stebėsenos sprendimų, kurie padeda kurti adaptyvesnę ir atsparesnę miškų valdymo praktiką.

Šis straipsnis yra tinklaraščio serijos dalis, pristatančios ICAERUS projekto Miškų ir biologinės įvairovės naudojimo atvejį. Projektas finansuojamas Europos Sąjungos programos „Europos horizontas“ mokslinių tyrimų ir inovacijų lėšomis pagal dotacijos sutartį Nr. 101060643. Straipsnyje pateikiama informacija atspindi tik autorių nuomonę, o Europos Komisija neatsako už jokį galimą šios informacijos panaudojimą.