Monitoring sněhové pokrývky pomocí dronů

Ukázky použitých technik. Zleva shora - bodové mračno s 3D rekonstrukcí studované  scény, bezpilotní platforma Mikrokopter Octo XL použitá pro monitoring, rozložení profilů pro kontrolní sněhoměrná měření, stanovení LAI v prostředí Gap Light Analyzer z kolmých UAV snímků.  

Změny klimatu a ekosystémů v horských oblastech vyvolávají výrazné změny v ukládání a tání sněhu. Sněhová pokrývka má v horských oblastech zásadní vliv na formování a dostupnost zásob vody, ale i na charakter a extremitu odtoku např. včetně výskytu období sucha nebo povodní. Zároveň je mimořádně proměnlivá vzhledem k lokálním podmínkám, zejména reliéfu, ale i struktuře a zdravotnímu stavu lesa. Přesné stanovení prostorového rozložení zásob sněhu a jeho dynamiky v průběhu zimy je přitom klíčové pro hydrologické modely a předpovědi, pomocí tradičních metod měření jsou však tyto informace dostupné pouze omezeně.

Tým profesora Jakuba Langhammera z katedry fyzické geografie a geoekologie představil novou metodu 3D rekonstrukce sněhové pokrývky s využitím bezpilotního snímkování. Inovativní metoda, vyvinutá týmem na PřF UK umožňuje souběžné získávání informace o výšce sněhové pokrývky a struktuře vegetace s mimořádnou prostorovou přesností.

Dynamická rekonstrukce sněhové pokrývky využívá opakovaného snímkování území pomocí bezpilotních nosičů (UAV, dronů). Z obrazových dat je následně prováděna fotogrammetrická 3D rekonstrukce povrchu a zároveň stanovení tzv. indexu listové plochy (leaf area index, LAI). Údaje, získané obrazovou analýzou jsou validovány pomocí terénních měření. Metoda umožňuje analyzovat rozdíly prostorovém rozložení a dynamice ukládání a odtávání sněhové pokrývky v míře podrobnosti a přesnosti, nedostupné jinými prostředky. Možnost přesného stanovení sněhové pokrývky bez nutnosti časově náročného pozemního měření je zároveň zásadní pro získání operativních informací v obtížně dostupných horských oblastech. Takovou představuje např. vrcholová oblast Šumavy s intenzivní disturbancí lesa, která byla použitá jako modelové prostředí pro výzkum.

Článek v časopise Sensors naleznete ZDE.