Projekto pavadinimas: Palydovinių duomenų naudojimas vietinės augmenijos būklei stebėti

Komanda: HRSFC

Hills Road Sixth Form College   Kembridžas   Jungtinė Karalystė   3 Mokinio amžius: 16-17 metų

Kaip galime panaudoti iš kosmoso stebimas spalvas, kad stebėtume orų sukeltus augalijos pokyčius mūsų Kembridžšyro vietovėje?

Pastaraisiais metais mūsų regione padaugėjo karščio bangų ir neįprastai karštų orų vasarą, o praėjusių metų liepos mėnesio karščio banga buvo rekordinė [1]. Pastebėjome, kad dėl to nukentėjo vietiniai augalai: pagelto žolė, nudžiūvo ir nudžiūvo medžiai [2]. Baiminomės, kad jei tokia tendencija išliks ir toliau, tai gali pakenkti mūsų vietos ekosistemoms. Norėjome sužinoti, ką būtų galima geriau suprasti naudojant palydovinius vaizdus. Šį projektą pradėjome siekdami ištirti iš kosmoso stebimus augmenijos dėsningumus ir pokyčius bei nustatyti, ar galime nustatyti kokius nors juos lemiančius veiksnius.

Naudojome EKA palydovų Sentinel-2 duomenis [3]. Tai pora palydovų, kuriuose įrengtas daugiaspektrinis instrumentas (MSI), matuojantis Žemės atspindimą spinduliuotę 13 juostų. Skirtingi bangų ilgiai rodo skirtingus paviršius, pavyzdžiui, vandenį, debesis, augaliją ar miestų teritorijas. Naudodamiesi Sentinel Hub EO Browser [4], analizavome 2016-2022 m. vaizdus, sudarytus iš netikrų spalvų kompozito ir normalizuoto skirtumo augalijos indekso (NDVI).

Naudojome į EO naršyklę integruotą netikrų spalvų kompozitą, kuris naudoja raudoną, žalią ir infraraudonąją spinduliuotę, kad išryškintų augalų tankumą ir būklę. Jame pilka spalva rodomos miesto teritorijos, raudona - tankiai augantys augalai, žalia - retai augantys augalai [5]. Tai leido mums nustatyti, kur augalai auga sveikai, o kur - sunkiai. Taip pat naudojome NDVI filtrą, kuris atskiria augmenijos tipus pagal jų lapuose esantį chlorofilą. Mažesnės vertės reiškia žemę, krūmus ir pievas, o didesnės - miškingas vietoves [6]. Žemės ūkyje augalai, kurių NVDI yra mažesnis, paprastai yra mažiau sveiki.

Naudodami netikras spalvas ir NDVI, sukūrėme keletą vaizdų, kad nustatytume, kuri spalvų schema geriausiai atspindėtų augmenijos pokyčius laikui bėgant mūsų vietovėje. Lyginome panašių vaizdų rinkinius panašia data kiekvienų metų vasarą. Naudotos kuo artimesnės datos, atsižvelgiant į debesuotumą. Nusprendėme naudoti netikrų spalvų vaizdus, kuriuose ryškiau matėsi sveikos ir nesveikos augmenijos kontrastas.

Vaizdų plotis yra apie 20 km, taigi, jie pakankamai platūs, kad apimtų Kembridžą, aplinkinius kaimus ir žemės ūkio naudmenas. Kiekvienais metais vaizdai buvo daromi rugpjūčio 17-24 d. Buvo gauti tik šešerių metų duomenys, todėl vien iš šių vaizdų negalime daryti išsamių išvadų. Tačiau galėjome nustatyti metus, kuriais augmenija buvo akivaizdžiai mažiau sveika, o tai sutapo su bendra karštesnių vasarų ir ypatingų karščio bangų tendencija. Pavyzdžiui, 2022 m. vasarą Jungtinėje Karalystėje buvo užfiksuotos 3 trumpos karščio bangos, o didžiausia užfiksuota temperatūra siekė 40,3 laipsnio Celsijaus - aukščiausia kada nors užfiksuota temperatūra Jungtinėje Karalystėje [7]. Iš palydovinių vaizdų matoma nesveika augmenija, rodanti retą augalų augimą. Tai kelia nerimą, nes šioje vietovėje yra daug pasėlių, kuriems kenkia ekstremalūs meteorologiniai reiškiniai, apie kuriuos 2022 m. lapkričio mėn. kalbėjo vyriausybė [8].

Galime daryti išvadą, kad klimato kaitos sukeltas temperatūros kilimas daro didelį neigiamą poveikį mūsų vietovės augmenijos, ypač pasėlių, sveikatai. Vien tik mūsų tyrimo metu gautų duomenų nepakanka, kad būtų galima daryti galutines išvadas apie ilgalaikes tendencijas, tačiau galime įžvelgti sąsajas tarp aukštos temperatūros ir sunkiai augančių augalų. Ateityje atliekant tyrimus būtų gerai naudoti daugiau metų duomenis ir palyginti istorinius augalijos būklės duomenis su meteorologijos tarnybos duomenimis apie orus, pavyzdžiui, kritulių kiekį ir vidutinę temperatūrą, kad būtų galima ištirti tolesnes sąsajas tarp klimato kaitos ir augalų sveikatos.

Manėme, kad svarbu pasidalyti savo išvadomis su bendraamžiais ir taip didinti informuotumą apie klimato kaitos poveikį mūsų vietovei. Sukūrėme plakatą, kad informuotume kitus apie savo projektą, kuris buvo pristatytas mūsų koledžo ekologinėje mugėje. Taip pat tikimės, kad ateityje savo išvadas pateiksime kolegijos laikraščiui ir Aplinkosaugos draugijai.

Nuorodos:
[1] https://www.bbc.co.uk/news/uk-england-cambridgeshire-62239990
[2] https://www.cambridgeindependent.co.uk/news/shocking-before-and-after-pictures-show-impact-of-driest-sum-9268984/
[3] https://sentinel.esa.int/web/sentinel/missions/sentinel-2
[4] https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser
[5] https://earthobservatory.nasa.gov/features/FalseColor/page6.php
[6] https://eos.com/make-an-analysis/ndvi/
[7] https://www.metoffice.gov.uk/binaries/content/assets/metofficegovuk/pdf/weather/learn-about/uk-past-events/interesting/2022/2022_03_july_heatwave_v1.pdf
[8] https://committees.parliament.uk/committee/62/environmental-audit-committee/news/174264/to-what-extent-are-global-environmental-changes-affecting-our-food-security/

Atsisiųsti projekto plakatą PDF formatu

ESA-poster-for-eco-fair.pdf

Projektus kuria komandos ir prisiima visą atsakomybę už bendrus duomenis.
← Visi projektai