Новаторская технология, которая позволяет отображать зеленые насаждения в 3D с самолета, может повысить биоразнообразие, улучшить благосостояние людей и даже защитить тропические леса.
Используя технику бортового лазерного сканирования и новый подход к обработке изображений, ученые из Университета Эксетера смогли создать подробные трехмерные карты, которые показывают сложную структуру растительности от верхушек деревьев до земли. Другие методы картографирования растительности с воздуха ранее позволяли отображать только верхнюю часть полога с высоким разрешением или же оценивать подлесок (кустарники под деревьями) с гораздо более грубым разрешением - отсутствовали такие детали, как лесные тропы, участки, изъеденные оленями и кустарники в городских районах.
Новый подход, разработанный учеными из Эксетера, использует систему, называемую волновым лидаром, и создает трехмерные изображения с гораздо большей детализацией, чем существующие методы, позволяя картировать растительность на больших площадях сверху с достаточно высоким разрешением, чтобы различать мелкие детали. под деревьями.
Д-р Карен Андерсон, руководившая исследованием, объяснила, как другие методы картографирования зеленых насаждений могут быть необъективными из-за пренебрежения скрытым подлеском.
«Растительность представляет собой очень сложную трехмерную структуру, и теперь мы впервые можем измерить то, что находится под навесом на очень большой площади», - сказала она.
"У этого есть большой потенциал, который можно использовать для целого ряда целей, от продвижения биоразнообразия в городских районах до картирования простых пешеходных маршрутов и мониторинга состояния среды обитания от городов до тропических лесов."
Предыдущее исследование показало, как зеленые насаждения улучшают благосостояние людей, и исследователи надеются, что эти данные, собранные самолетами над Лутоном, Бедфордом и Милтон-Кинсом, могут быть использованы для улучшения понимания биоразнообразия и его воздействия на людей. проживающих в городах и поселках.
«Помимо прочего, этот подход позволяет нам понять, как связаны эти городские зеленые насаждения, и затем мы можем исследовать их в трех измерениях, например, с точки зрения птицы», - сказал доктор Андерсон из Институт окружающей среды и устойчивого развития в кампусе Пенрин Университета Эксетера.
"Например, данные могут показать нам, как мы можем управлять растительностью в определенных местах, чтобы это могло оказать непропорциональное влияние на улучшение окружающей среды."
"Это также позволяет нам понять влияние частных садов на городское биоразнообразие. Без этого почти невозможно собрать данные о том, что находится в большом количестве садов людей - а мы знаем, что сады имеют сложную структуру и выполняют жизненно важную функцию в городских условиях."
Трехмерная структура растительности влияет на экологические функции и процессы, обеспечивая индикатор среды обитания и биомассы, а также воздействуя на погоду и климат.
Датчик, аналогичный тому, что используется командой Эксетера, под названием Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) должен быть установлен на Международной космической станции в начале 2019 года.
Д-р Стивен Хэнкок, ведущий автор статьи, кодировал алгоритмы и работал над проектом в Университете Эксетера, прежде чем перейти к своей нынешней работе в Университете Мэриленда над проектом NASA GEDI.
«Компьютерные программы, разработанные для этого исследования, находятся в свободном доступе и применяются к данным НАСА в рамках калибровки и тестирования прибора GEDI», - сказал доктор Хэнкок. (https://bitbucket.org/StevenHancock/voxelate)
После проведения большей части своих исследований в небе над Бедфордширом и наземных испытаний с доктором Дэниелом Коксом и доктором Матиасом Диснеем из Университетского колледжа Лондона и его наземного лазера, ученые поблагодарили одну местную женщину в разделе благодарности своей бумага.
«Спасибо миссис Гай из Лутона за доступ к ее саду и за чаепитие с полевой командой», - написали они. Исследование, финансируемое Исследовательским советом по окружающей среде (NERC), опубликовано в журнале Remote Sensing of Environment.
Доклад озаглавлен: "Измерение трехмерной структуры растительности с высоким пространственным разрешением с помощью бортового лидара: калибровка и проверка с помощью вокселизированного наземного лидара".