Δημοσίευση σε Επιστημονικό Συνέδριο: “Ψηφιακό δίδυμο LIFE EL-BIOS: συνέργεια δεδομένων LiDAR και πολυφασματικών δεδομένων Παρατήρησης Γης”

Mια εκ των δράσεων του έργου LIFE EL-BIOS αφορά στην πιλοτική χρήση καινοτόμων μεθόδων για την καταγραφή δεδομένων βιοποικιλότητας σε προστατευόμενες περιοχές. Στο πλαίσιο της δράσης αυτής ομάδα επιστημόνων του Τμήματος Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ – ΤΑΤΜ), μαζί με ερευνητές της εταιρείας Όλυμπος Εταιρεία Μελετών κατέγραψαν περισσότερα από 2 Terabyte δεδομένα βιοποικιλότητας από τη Βάλια Κάλντα και το Εθνικό Πάρκο Υγροτόπων Κοτυχίου – Στροφυλιάς, μέσω:

(α) Συστημάτων Εναέριας Χαρτογράφησης (UAVs – Unmanned Aerial Vehicles) και

(β) Συστημάτων Επίγειας Χαρτογράφησης.

Τα αποτελέσματα του εγχειρήματος δημοσιέυθηκαν στο 10 Διεθνές Συνέδριο Τηλεπισκόπησης και Γεωπληροφόρησης Περιβάλλοντος, που πραγματοποιήθηκε στην Πάφο από τις 8 έως τις 9 Απριλίου 2024 (ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΥΝΕΔΡΙΟΥ). Το Επιστημονικό Συνέδριο τελούσε υπό την αιγίδα του Υφυπουργείου Έρευνας, Καινοτομίας και Ψηφιακής Πολιτικής της Κύπρου.

Advancing forest biodiversity conservation with the LIFE EL-BIOS digital twin: an integration of LiDAR and multispectral earth observation data

Ενίσχυση της διατήρησης της δασικής βιοποικιλότητας μέσω του Ψηφιακού Διδύμου του LIFE EL-BIOS: συνέργεια δεδομένων LiDAR και πολυφασματικών δεδομένων Παρατήρησης Γης

Ίων Α. Κάρολος, Κωνσταντίνος Μπέλλος, Βασίλειος Αλεξανδρίδης, Ειρήνη Χρυσάφη, Χάρης Γεωργιάδης, Χρήστος Πικριδάς, Βασίλειος Τσιούκας, Πέτρος Πατιάς, Γιώργος Μαλλίνης
(Τμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης)

Περίληψη

Οι αυξανόμενες απειλές για τη βιοποικιλότητας και η υποβάθμιση των οικοσυστημάτων λόγω ανθρωπογενών και κλιματικών παραγόντων απαιτούν πρωτοποριακές μεθόδους για την αποτελεσματική παρακολούθηση και διαχείριση των δασικών εκτάσεων. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια προσέγγιση για την ανάπτυξη ενός ψηφιακού δίδυμου (Digital Twin-DT), στο πλαίσιο του έργου LIFE EL-BIOS, για την ανάλυση της δασικής βιοποικιλότητας μέσω της ενσωμάτωσης χερσαίων και εναέριων δεδομένων LIght Detection And Ranging (LiDAR).

Αξιοποιώντας μια πληθώρα αισθητήρων και φορέων, συμπεριλαμβανομένου του UAV DJI Matrice 300 με αερομεταφερόμενο LiDAR, του DJI Mavic 3E, του Quantum Systems Trinity F90+ με πολυφασματικό αισθητήρα πέντε φασματικών διαύλων, του GeoSLAM ZEB REVO-μιας φορητής επίγειας συσκευής Simultaneous Localisation And Mapping (SLAM)-, και ενός επίγειου σαρωτή LiDAR Leica BLK360, η ερευνητική προσπάθεια περιλαμβάνει την καταγραφή δεδομένων σε πάνω από 40 δασικές δειγματοληπτικές επιφάνειες, οι οποίες βρίσκονται σε δύο πιλοτικές προστατευόμενες περιοχές στην Ελλάδα: το Εθνικό Πάρκο Υγροτόπων Κοτυχίου – Στροφυλιάς και το Εθνικό Πάρκο Βόρειας Πίνδου.

Η προσέγγιση περιλάμβανε τη σύνθεση και τη γεωαναφορά νεφών σημείων τόσο από εναέριες όσο και από επίγειες πηγές για τη δημιουργία ενός ενιαίου νέφους σημείων για κάθε καθορισμένη περιοχή. Στη συνέχεια, εξήχθησαν ακριβείς παράμετροι σχετικές με τη βιοποικιλότητα με τη χρήση προηγμένων εργαλείων λογισμικού, όπως το 3DFIN και το 3DFOREST. Αυτή η καινοτόμος μεθοδολογία εξαγωγής πληροφοριών συγκρίθηκε με τις επιτόπιες «κλασικές» μετρήσεις για την παροχή μιας ολοκληρωμένης αξιολόγησης των δυνατοτήτων και των αδυναμιών της προσέγγισης ψηφιακού διδύμου.

Μια προκαταρκτική αξιολόγηση εκτίμησε τη χρονική και οικονομική αποδοτικότητα, την ακρίβεια και την αξιοπιστία του πλαισίου χαρτογράφησης με βάση δεδομένα παρατήρησης γης πολλαπλής κλίμακας. Τα αρχικά ευρήματα υποδηλώνουν ότι η συνεργατική χρήση χερσαίων και εναέριων LiDAR και πολυφασματικών δεδομένων, μαζί με προηγμένες διαδικασίες ανάλυσης δεδομένων, όχι μόνο βελτιώνει την ακρίβεια και την ταχύτητα των κλασικών μετρήσεων πεδίου που σχετίζονται με τη βιοποικιλότητα, αλλά προσφέρει επίσης τη δυνατότητα εξαγωγής πρόσθετων πληροφοριών για την ανάπτυξη δεικτών βιοποικιλότητας.

Η μελέτη αυτή υπογραμμίζει τις δυνατότητες των δεδομένων παρατήρησης γης πολλαπλής κλίμακας και από πολλαπλές πηγές στην ανάπτυξη ψηφιακών διδύμων σε οικολογικά ευαίσθητες περιοχές, φέρνοντας επανάσταση στη διαφύλαξη του περιβάλλοντος.

Η εργασία αυτή υλοποιήθηκε στο πλαίσιο του έργου LIFE EL-BIOS “hELlenic BIOodiversity Information System: Αn innovative tool for biodiversity conservation”. Το έργο LIFE EL-BIOS (LIFE20 GIE/GR/001317) συγχρηματοδοτείται από το Πρόγραμμα LIFE της Ευρωπαϊκής Ένωσης και το Πράσινο Ταμείο.

Δείτε το δημοσιευμένο abstract: ΕΔΩ