Технології допомагають вченим знайти способи прогнозування шкоди, завданої лісам людиною та зміною клімату. Дані лазерного сканера показують про ліс те, чого поки що не бачить око.
Лазерне сканування лісів проводилося протягом багатьох років з літаків, але в останні роки також за допомогою безпілотників і, зовсім недавно, за допомогою приладу, що монтується в рюкзак, який можна носити на спині дослідника.
Всі фінські ліси вже один раз були обстріляні з літака і розпочато другий тур, в рамках так званого національного лазерного боулінгу. Ліси постійно ростуть і змінюються через рубки та ураження буревіями, тому через п’ять років ситуація з точки зору деревного покриву та біомаси буде відрізнятися від сьогоднішньої.
Відкритість команди до пошуку нових рішень демонструє те, як лазерна указка спочатку опинилася в рюкзаку, який можна було б носити з собою. Дослідники проводили вимірювання на пляжі Пулман за допомогою лазерної указки, встановленої на автомобілі, яка тепер встановлена на гумовому човні. Метою дослідження було вивчення ерозії, спричиненої течією річки, як течія та паводки переносять та формують піщані коси. Однак гумовий човен не зміг підійти достатньо близько до берега, тому обладнання встановили у старому молоковозі.
Інновації в рюкзаках для боулінгу з’явилися близько десяти років тому через піт. Антеро Кукко підкреслює, що одна людина може придумати ідею, але реалізація потребує компетентного персоналу та стимулюючих мереж співпраці з іншого боку
Лазерний проектор трохи схожий на ехолот, який використовує звук для вимірювання відстані до цілей. Замість звуку лазерний проектор випромінює короткі імпульси світла та чекає їх повернення. Лазерний проектор також вимірює відбивну здатність об’єктів на основі того, наскільки сильно сигнал відбивається назад. У результаті виходить так звана хмара точок, тобто тривимірне моделювання лісу.
Хмара точок може бути використана для розрахунку, наприклад, геометричних і заснованих на відбивній здатності радіометричних особливостей дерев на різних довжинах хвиль у комп’ютерній програмі, що означає, що можна ідентифікувати окремі дерева та визначити їх довжину та властивості стовбура.
– Можна визначити, наприклад, кількість дерев, об’єм стовбура, прямолінійність стовбура та розмір гілок, а також визначити, чи це дерево мертве, гниле, чи таке, що ще росте. З даних можна отримати багато інформації, яка раніше не була отримана традиційними методами.
Точність аеросканування достатня для розрізнення окремих дерев. За допомогою рюкзакового бінокля ви можете досягти міліметрової точності. Саме звідси походить ідея дослідників, що кожне дерево в майбутньому може мати відбиток пальця, який складається з його фізичних розмірів, анатомії стовбура та форми гілок.
Комбінація хмар точок, отриманих від різних джерел лазерного сканування, можлива, оскільки всі вони містять координати положення та тривимірну модель, що складається з координат площини та висоти. Однак найближчим часом ви не зможете отримати таку 3D-модель усіх фінських лісів. На даний момент боулінг із рюкзаком проводиться лише на пробному та шаблонному рівнях. Це легка робота, тому дуже великі площі не можна швидко виміряти цим методом.
Лазерне сканування виявляє здоров’я лісів
За станом лісів у Фінляндії ведуться систематичні спостереження протягом ста років. Потреби лісової промисловості та турбота про достатність деревини були основними мотивами моніторингу. Останнім часом також включені цілі охорони лісу.
Лазерне сканування виявляє в лісі те, чого око не бачить. Допомагає дізнатися інформацію про, наприклад, вологість листя та хвої. Вміст води в лісі є хорошим індикатором багатьох різних факторів стресу в лісі. Самулі Джунттіла про руйнування, спричинені принтером. Під час дослідження було помічено, що пошкодження, завдані високим друком, можна побачити на деревах за допомогою лазера навіть до того, як дерево помітно ослабне. Книжковий хробак є найбільшим шкідником лісів у Фінляндії та Європі.
– Температура всередині лісу безпосередньо впливає на те, наскільки високий друк здатний розмножуватися у Фінляндії. На даний момент ми знаходимося на межі того, що листодрук може розмножуватися вдвічі за літо. Друге покоління їх кількість значно збільшує.
Знищення лісів створює сприятливі умови для книгодрукаря, оскільки видалення дерев підвищує температуру лісу. Справа, звісно, \u200b\u200bне така чорно-біла, адже зі збільшенням кількості книгодрукарів зростає кількість їхніх природних ворогів, таких як кліщі-паразити та дятли. Взаємовідносини між різними видами є складними, але сукупні наслідки зміни клімату та вирубки збільшують можливість знищення. У майбутньому інформація, отримана за допомогою лазерного сканування, може допомогти проактивно управляти лісами та змінити спосіб поводження з лісами.
– Я вірю, що в майбутньому до використання лісів ставитимуться більше, ніж зараз, і враховуватимуть різноманітність, а не просто дивляться на кількість дерев. Проте в лісових екосистемах живуть тисячі різних видів. Про багатьох із них мало інформації, а одностороння ізоляція лісових екосистем уже спричинила масштабну втрату природи у Фінляндії, каже Самулі Юнттіла.
Гейміфікація – слово дня
– Якщо якийсь штучний інтелект вирує на задньому плані, то зв’язок із деревом цілком може бути двостороннім. Для спостереження за навколишнім середовищем можна використовувати різні датчики, можливо, за допомогою дотику. І коли ці спостереження передаються в штучний інтелект, ми можемо уявити, що про щось думає дерево, каже Тімо Нумменмаа.
Розробка досвіду тільки починається. Попередні бачення також вимагають даних досліджень про те, наскільки люди готові до підключення до цифрового світу, перебуваючи в лісі. Для багатьох це може бути місце, де ви не захочете користуватися своїм мобільним телефоном.
Завдяки гейміфікації навіть щоденна робота набуває нового значення. Наприклад, водій лісової машини міг отримати точну інформацію про дерева в зоні наведення лазера. Природні цінності стали більш важливими в управлінні лісами, ніж раніше, у міру накопичення дослідницької інформації. Під час рубки оператор машини міг отримати інформацію, наприклад, про те, які дерева не можна рубати з точки зору природних цінностей.
У фінському лісі осика особливо важлива з точки зору різноманітності.
– Рани є домівкою для багатьох видів комах і птахів і тим самим підтримують їх життя. Звичайно, багато дощок для саун виготовлено з хаави, але вона не зазвичай вирощується в лісовому господарстві на основі суцільних рубок, як сосна, береза \u200b\u200bчи ялина. Важливо було б зберегти осику. Зрештою, вони були врятовані, але по-різному, каже Самулі Джунттіла.