RAISE-Suite · Forestry Use Case
Αποτύπωση, παρακολούθηση και ανάλυση δασικής υγείας με drone DJI Mavic 3M και πολυφασματικούς αισθητήρες στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού έργου RAISE-Suite.
Σχετικά με την Έρευνα
Στο δάσος της Μικροκλεισούρας Γρεβενών διεξάγεται ένα πρωτοποριακό πρόγραμμα παρακολούθησης δασικής υγείας στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού έργου RAISE-Suite. Στόχος είναι η συστηματική αποτύπωση και ανάλυση της βλάστησης με σύγχρονες τεχνολογίες drone και πολυφασματικής απεικόνισης, δίνοντας για πρώτη φορά στον Αναγκαστικό Συνεταιρισμό επιστημονικά δεδομένα για την κατάσταση, την υγεία και την εξέλιξη του δάσους.
Τα δεδομένα που συλλέγονται περιλαμβάνουν πολυφασματικές εικόνες (Green, Red, Red Edge, NIR) επιπλέον του RGB, από τις οποίες υπολογίζονται δείκτες όπως ο NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Ο δείκτης αυτός επιτρέπει την ανίχνευση βλάβης, στρες ή ασθένειας της βλάστησης ακόμα και πριν αυτά γίνουν ορατά με γυμνό μάτι.
Το Εργαλείο
Το DJI Mavic 3M είναι το επαγγελματικό drone αναφοράς για γεωργικές και δασικές εφαρμογές. Επιλέχθηκε για την έρευνα στη Μικροκλεισούρα χάρη σε μια σειρά από κρίσιμα πλεονεκτήματα που το καθιστούν ιδανικό για το συγκεκριμένο δασικό τοπίο.
4 ανεξάρτητοι αισθητήρες 5MP: Green 560nm, Red 650nm, Red Edge 730nm, NIR 840nm συν RGB κάμερα 20MP. Κάθε πτήση παράγει 5 στρώματα δεδομένων ταυτόχρονα, επιτρέποντας πλήρη ανάλυση της φυτοκάλυψης.
Χάρη στη λήψη στο εγγύς υπέρυθρο (NIR), το Mavic 3M ανιχνεύει στρες, ασθένειες ή ξήρανση της βλάστησης πριν γίνουν ορατά στο ανθρώπινο μάτι - κρίσιμο εργαλείο για έγκαιρη παρέμβαση στη διαχείριση του δάσους.
Αντέχει σε ανέμους έως 12 m/s (Beaufort 6) και λειτουργεί αξιόπιστα στα υψόμετρα 470–850μ. του Βούρινου, όπου τα εδάφη είναι ανώμαλα και δύσκολα προσβάσιμα με οποιοδήποτε άλλο μέσο.
~43 λεπτά πτήσης ανά μπαταρία, με αυτόνομη πτήση σε πλέγμα (grid mission) που επιτρέπει την κάλυψη εκατοντάδων στρεμμάτων ανά ημέρα με εκατοστιαία ακρίβεια θέσης.
Ο ενσωματωμένος sunshine sensor εξισορροπεί αυτόματα τις μετρήσεις ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες φωτισμού, εξασφαλίζοντας συγκρίσιμα δεδομένα ακόμα και μεταξύ διαφορετικών ημερών ή ωρών πτήσης. Απαραίτητο για χρονοσειρές παρακολούθησης.
Το Πλαίσιο
Η Noosware είναι εταιρία τεχνολογίας με έδρα το Eindhoven της Ολλανδίας, εξειδικευμένη στην ανάπτυξη λύσεων Τεχνητής Νοημοσύνης σχεδιασμένων για τον πραγματικό κόσμο. Αναλαμβάνει κάθε φάση ενός έργου, από την ανάλυση αναγκών έως την ανάπτυξη και παραγωγή. Συνδυάζει τεχνική εξειδίκευση με ανθρωποκεντρικό σχεδιασμό και υλοποιεί έργα στους τομείς της υγείας, της γεωργίας, της δασοκομίας και της εφοδιαστικής αλυσίδας.
Το RAISE-Suite είναι ευρωπαϊκό ερευνητικό έργο με αποστολή να μεταβεί από τα «ανοιχτά δεδομένα για λήψη» στα «δεδομένα ανοιχτά για επεξεργασία», μέσω μιας FAIR-by-design υποδομής για ολόκληρο τον κύκλο ζωής των δεδομένων έρευνας. Εφαρμόζει την υποδομή του σε πέντε πραγματικά Use Cases· ένα εξ αυτών είναι το Forestry (Soil Mission): παρακολούθηση δασικής έκτασης στην Ελλάδα με drones πολυφασματικής απεικόνισης, για υποστήριξη αποφάσεων σχετικά με την προστασία οικοσυστήματος και την αναδάσωση.
Πορεία Έρευνας
Ερευνητές της Noosware επισκέφτηκαν τη Μικροκλεισούρα και ξεναγήθηκαν στο δάσος από μέλη του ΑΣΔΑΔ. Η περιήγηση έγινε με τρακτέρ σε δύσβατα μονοπάτια, αναδεικνύοντας τόσο το μέγεθος όσο και την οικολογική πλουσιότητα του δάσους στα 570+ μέτρα υψόμετρο.
Η επίσκεψη ήταν κρίσιμη για την κατανόηση του τοπίου, της πυκνότητας της κόμης, της κλίσης του εδάφους, της προσβασιμότητας και των φυσικών ορίων της περιοχής.
Με βάση τα στοιχεία του Κτηματολογίου και δορυφορικές εικόνες, η ομάδα αποτύπωσε με ακρίβεια τα όρια του δασοκτήματος σε ψηφιακό χάρτη (KML). Τα φυσικά όρια (ο ποταμός Αλιάκμονας βόρεια, οι πλαγιές του Βούρινου νότια) αποτέλεσαν τη βάση για τον ορισμό της περιοχής έρευνας και τον σχεδιασμό των πτήσεων.
Πραγματοποιήθηκαν δοκιμαστικές πτήσεις πάνω από τη δασική κόμη για την αξιολόγηση και βαθμονόμηση των ρυθμίσεων του drone: ύψος πτήσης, επικάλυψη εικόνων (overlap), ταχύτητα, γωνία κάμερας και παράμετροι έκθεσης των πολυφασματικών αισθητήρων.
Τα πρώτα πολυφασματικά δεδομένα παρήγαγαν έναν ορθοφωτοχάρτη NDVI της περιοχής, όπου το έντονο κόκκινο υποδηλώνει υψηλή φωτοσυνθετική δραστηριότητα της βλάστησης. Διακρίνονται επίσης οι δασικοί δρόμοι και μονοπάτια (γαλαζοπράσινο), καθώς και η παρόχθια ζώνη του Αλιάκμονα. Η φάση αυτή επιβεβαίωσε ότι το σύστημα λειτουργεί σωστά και τα δεδομένα είναι αξιοποιήσιμα για περαιτέρω ανάλυση.
Στον χάρτη αποτυπώθηκαν 5 ζώνες προτεραιότητας για συστηματική αποτύπωση, συνολικού εμβαδού περίπου 1.200 στρεμμάτων επί συνόλου 3.950 στρ. Οι ζώνες επιλέχθηκαν βάσει προσβασιμότητας, ποικιλομορφίας βλάστησης και ενδιαφέροντος για τον Συνεταιρισμό.
Σε κάθε ζώνη θα πραγματοποιηθούν πλήρεις αυτόνομες πτήσεις grid mission με το DJI Mavic 3M για συλλογή πλήρους πολυφασματικού dataset.
Επόμενα Βήματα
Η έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη. Οι επόμενες φάσεις θα επεκτείνουν την κάλυψη και θα παράξουν τα πρώτα ολοκληρωμένα αποτελέσματα για τον Συνεταιρισμό.