Экологические свойства природоохранных территорий теперь можно анализировать с помощью лазерного сканирования с самолета

Простое объявление региона охраняемой территорией недостаточно — необходим регулярный мониторинг его экологического состояния. Поскольку природоохранные зоны уже покрывают почти пятую часть поверхности Европейского союза, инспектировать такие обширные площади традиционным пешим способом невозможно. Поэтому разрабатываются новые методы мониторинга европейских охраняемых территорий с воздуха. Короткие лазерные импульсы отправляются к земле, а информация о состоянии местообитания выводится из отраженных световых сигналов с помощью сложных компьютерных алгоритмов.

Правила сети охраняемых территорий Natura 2000 требуют оценки состояния охраняемых регионов не реже чем раз в шесть лет, что достижимо только с помощью дистанционного зондирования. Самолеты летают на высоте 500–2000 метров, сканируя полосу шириной 300–800 метров. Используя инфракрасный лазер, пульсирующий полмиллиона раз в секунду, отбирается около десяти точек на квадратный метр. По времени прохождения импульсов рассчитывается точное расстояние до земли, создавая детальную 3D-карту ландшафта.

Команда разработала специальное программное обеспечение для классификации, которое использует эти данные для различения типов растительности, включая выявление нарушающих факторов, таких как сорняки и следы техники. 3D-карта, полученная с помощью лазерных импульсов, содержит гораздо больше информации, чем простая аэрофотосъемка. При сканировании леса лазерный свет отражается не только кронами деревьев, но и нижними ярусами растительности. Наличие подпологовых уровней (травяно-кустарникового яруса), характерных для экологически здорового леса, можно математически вывести из инфракрасных данных.

Новый подход позволяет рассчитывать по данным те же параметры, которые собирают экологи при полевом осмотре, что обеспечивает соответствие правилам ЕС и прямую сопоставимость с историческими данными. Как отмечает профессор Норберт Пфайфер, для еще лучшей характеристики биоразнообразия региона можно определить новые параметры, которые легче получить с воздуха, не фокусируясь исключительно на полевых параметрах.

Разработанные алгоритмы были протестированы в охраняемой зоне Агота-пуста (Венгрия), представляющей собой сложную мозаику солончаковых лугов, лёссовых степей и болот. Согласованность результатов автоматизированного анализа с полевыми наблюдениями составила 80–90%, что сопоставимо с уровнем согласия между оценками двух разных экспертов. Это исследование знаменует значительный шаг в сближении сообществ дистанционного зондирования и природоохранной экологии, демонстрируя возможность мониторинга состояния Natura 2000 методами ДЗЗ в строгом соответствии с правилами, установленными местными экспертами-экологами.