o projektu
Projekt
Monitoring šíření kůrovce v pražských lesích
Grant MHMP č. 54/12/013649
Období řešení 2018-19
Řešitel: Univerzita Karlova, Přírodovědecká fakulta
Projekt Monitoring šíření kůrovce v pražských lesích, řešený v rámci systému grantů na podporu projektů ke zlepšení stavu životního prostředí hl.m. Prahy měl za cíl testovat potenciál pokročilých technologií dálkového průzkumu Země pro monitoring a vyhodnocení dynamiky šíření kůrovce v lesích hl. m. Prahy. Na příkladu pilotního území komplexu Klánovického lesa projekt měl za úkol vyvinout a testovat metodické postupy a nástroje, které umožní zpřesnit detekci poškození lesa a včasné rozpoznání napadených stromů s využitím dostupných technologií družicového DPZ a bezpilotních technologií. Projekt 54/12/013649 byl řešen v letech 2018-2019 na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy, Katedře fyzické geografie a geoekologie.
Lesy na území hl. města Prahy zaznamenaly v uplynulých letech výrazný nárůst šíření lýkožrouta smrkového (kůrovce), který vede k rozsáhlým poškozením lesních porostů, vyžadující sanační zásahy. K šíření kůrovce výrazně přispívají klimatické změny, projevující se mírnými zimami s následným suchým a teplým létem. Významný rizikový prvek pak představují vichřice jako akcelerační faktor procesů disturbance lesa, umožňující nástup šíření kůrovce.
Poznatky z prostředí, kde kůrovcová kalamita vedla k rozsáhlému rozpadu lesního porostu, např. v ČR v oblasti Šumavy, ukázaly, že právě předchozí oslabení zdravotního stavu lesa spolu s oteplením klimatu vytváří příhodné podmínky pro masivní šíření kůrovce po narušení lesa vichřicemi.
Souběh výskytu uvedených činitelů proto představuje rizikový faktor jak v horském, tak i nížinném a městském prostředí včetně lesních systémů v oblasti Prahy.
Vhodné podmínky pro šíření kůrovce v případě výskytu náhlého poškození lesa po vichřicích mohou akcelerovat rychlost i intenzitu šíření kůrovce s následným rozsáhlým rozpadem lesa a potřebou sanačních zásahů. Rozsah výsledných škod přitom výrazně závisí na včasné detekci zhoršení zdravotního stavu lesa a na schopnosti přesné identifikace jak ohnisek poškození, dynamiky šíření a přesnosti identifikace napadených stromů.
Zájmové území a metodika
Pro řešení byly využity metody družicového dálkového průzkumu Země v kombinaci s bezpilotním snímkováním s velmi vysokou přesností, realizovaném bezpilotními systémy spolu s využitím dat družicového snímkování a referenčním pozemním průzkumem.
V rámci projektu byl na základě družicových snímků byl vyhodnocen rozsah a dynamika šíření kůrovce v komplexu Klánovického lesa a Xaverovského háje jako pilotním území výzkumu.
Pro analýzu byly využity časové řady snímků družic Landsat 8 a Sentinel 2. Ke zpracování byl využit inovativní nástroj Google Earth Engine. Jde o a rychle se rozvíjející pokročilou platformu, která umožňuje automatizaci přístupu k široké paletě zdrojů družicových dat, nabízí standardizované techniky jejich předzpracování a možnosti využití pokročilých analytických a klasifikačních nástrojů pro jejich hodnocení. Jde zároveň o volně dostupnou analytickou platformu s otevřeným přístupem, což představuje zásadní výhodu z pohledu cenové efektivity pro uživatele.
Pomocí nástroje byla provedena detekce oblastí poškození a zhoršení zdravotního stavu lesa a byly vypočteny spektrální trajektorie časového vývoje vegetačních charakteristik v jednotlivých zasažených oblastech.
Na experimentálních lokalitách byl následně zahájen podrobný monitoring pomocí bezpilotních (UAV) systémů, sledující kvalitativní změny vegetace v průběhu vegetační, resp. kůrovcové sezóny. Pro bezpilotní snímkování byly testovány různé typy senzorů, zahrnující RGB, NIR a multispektrální senzory. Cílem bylo ověřit vhodnosti využití jednotlivých typů sníkovacích platforem a senzorů ověření pro detekci jednotlivých aspektů narušení zdravotního stavu vegetace i ověřit vhodnost jednotlivých nástrojů pro praktické využití.
Výsledky umožnily navrhnout a ověřit metodiku, umožňující identifikovat narušení vegetace na prostorové úrovni jednotlivých stromů. To se ukázalo jako významné vzhledem k tomu, že družicová data díky vysoké prostorové generalizaci konkrétní ohniska narušení nejsou schopna detekovat.
Řešitelské pracoviště a tým
Projekt byl řešen na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze, na Katedře fyzické geografie a geoekologie ve výzkumném týmu hyDrone.
Řešitelský tým
prof. RNDr. Jakub Langhammer, Ph.D. (hlavní řešitel)
Mgr. Robert Minařík
MSc. Theodora Lendzioch
Kontakt
