Hlavné mesto diaľkového prieskumu Zeme

Modernizácia a dobudovanie pracoviska diaľkového prieskumu Zeme v Národnom lesníckom centre

Rozhovor s Bc. Ing. Ľubošom Halvoňom, PhD., generálnym riaditeľom NLC a odborníkom na diaľkový prieskum Zeme

Ste odborník na diaľkový prieskum Zeme, problematike sa venujete už viac ako 25 rokov. Aká je vaša špecializácia?

V oblasti lesníctva som zameraný na oblasť geodézie, diaľkového prieskumu Zeme a tvorbu lesníckych máp. V súčasnosti sa venujem najmä aplikácii moderných technológií, ako sú laserové skenovanie (LiDAR) a digitálna fotogrametria pri tvorbe mapových diel a monitoringu lesných systémov. S radosťou môžem povedať, že viaceré kľúčové digitalizačné a GIS projekty, ktorých som bol súčasťou získali prestížne odborné ocenenia za inovácie.

Ako sa NLC angažuje v realizácii diaľkového prieskumu Zeme?

NLC ako jediná organizácia na Slovensku systematicky a dlhodobo realizuje letecké snímkovanie a laserové skenovanie územia republiky. Súvisí to najmä s vyhotovovaním programov starostlivosti o lesy (PSL). V rámci tohto 10-ročného cyklu leteckého snímania povrchu terénu ročne nalietame jednu desatinu územia republiky, čo je zhruba 5 000 kilometrov štvorcových. Okrem toho spolupracujeme s Geodetickým a kartografickým ústavom v Bratislave na tvorbe ortofotomozaiky SR, kde ročne spracujeme v priemere 17 000 km², pričom rozlíšenie pred rokom 2017 bolo 0,5 m, v súčasnosti sa bude vyhotovovať už s rozlíšením 0,125 m, čo je 4 násobné zlepšenie.

Prečo tento projekt realizuje práve NLC?

NLC disponuje unikátnou kombináciou kompetencií, má dlhoročné skúsenosti v leteckom diaľkovom prieskume Zeme a fotogrametrii (od roku 1950), máme schopnosť prevádzkovať špičkové multisenzorové systémy, máme ucelené technologické pracoviská a softvérové workflow a vyškolený tím, certifikovaný na všetky kľúčové nástroje. NLC systematicky buduje výskumný, vývojový a inovačný ekosystém v geopriestorových technológiách s dôrazom na priamu aplikovateľnosť nielen v oblasti lesníckej praxe.

Aké ciele sledujete v aktuálne realizovanom projekte modernizácie?

V prvom rade nám ide o vyššiu presnosť, rýchlosť zberu a kvalitu dát. Máme na zreteli rozšírenie získavania údajov aj v oblasti hyperspektrálnych senzorov, o využitie týchto metód napríklad v poľovníctve, ale otvára nám to nové možnosti zdieľania údajov aj mimo lesníctva, čo Slovensko posúva medzi svetovú špičku v možnostiach zberu geodát.

Ak by sme sa vrátili v čase, aké boli ambície v diaľkovom prieskume Zeme na začiatku projektu?

Pôvodné ciele projektu, definované v roku 2015, sledovali modernizáciu lesníckeho mapovania na Slovenska. V tom čase sme si kládli za cieľ zvýšiť presnosť, zrýchliť spracovanie ortofotomozaiok použitím presného digitálneho modelu terénu získaného leteckým laserovým skenovaním, zaviesť v tom čase túto novú prelomovú metódu ako štandard a vybudovať dlhodobo udržateľný technologický ekosystém. Celkovo nám išlo o to, aby sa zlepšila dostupnosť kvalitných geodát pre zisťovanie kvalitatívnych údajov o lesných porastoch.

Keď to hodnotíte s časovým odstupom jedenástich rokov, podarilo sa vám tieto ciele dosiahnuť?

Môžem povedať, že sme omnoho ďalej. Máme výrazne presnejší a bohatší zber dát, rýchle workflow pre ich spracovanie, máme robustnú infraštruktúru a vyškolený tím, so zabezpečeným systémom jeho ďalšieho odborného rastu a vzdelávania. Sme pripravení na zber a využívanie údajov z nových senzorov pre hyperspektrálne snímkovania a AI analýzy.

V čom je technický rozdiel medzi tým, aké parametre mali vaše výstupy na začiatku projektu a teraz?

Vo všetkých parametroch sme na výrazne vyššej úrovni: rozlíšenie, presnosť, dátová hustota, výrazne sme skrátili čas od zberu po vypracovanie finálnych produktov, zvýšil sa rozsah vďaka možnosti multisenzorového zberu pri jednom lete a zvýšila sa aj flexibilita.

Popíšte technológie, s ktorými pracujete.

Základným je hybridný letecký laserový skener Leica TerrainMapper-2 s multispektrálnou kamerou, ktorý rutinne používame už od roku 2023. Ide o LiDAR systém určený primárne pre zber údajov pre tvorbu digitálnych modelov reliéfu a povrchu. Následne sú tieto produkty využívané pre mapovanie lesných ciest a vodných tokov pred fotogrametrickým vyhodnotením najmä pod korunami lesných porastov, ako aj zisťovanie údajov dôležitých pre lesnícke plánovanie a tvorbu PSL - výšky stromov, identifikácia jednotlivých stromov, plochy korún stromov a pod.

V rámci modernizácie sme však išli ešte ďalej a doplnili tento senzor o ďalšie 4 šikmé kamery, čim máme k dispozícii aj senzor Leica CityMapper 2 vhodný pre mestské aj krajinné mapovanie. Ten síce vybočuje z potrieb lesného hospodárstva avšak v spolupráci s inými rezortnými organizáciami umožňuje efektívne zabezpečenie potrieb Úradu geodézie kartografie a katastra SR, Úradu pre územné plánovanie SR pri mapovaní miest SR, Armády SR v rámci vzájomnej spolupráce príslušných ministerstiev a nimi zriadených organizácií. Priamo tak podporujeme synergické využitie kapacít existujúceho pracoviska bez potreby vynakladania ďalších finančne náročných investícií - súlad s vládou schválenými dokumentami revízie výdavkov a konsolidačných opatrení smerujúcim k efektívnemu vynakladaniu prostriedkov štátu. A čo všetko dokáže asi nateraz presahuje rámec tohto rozhovoru a rád čitateľov oboznámim v samostatnom článku v ďalších číslach.

Úplnou novinkou je zaradenie senzorov, ktoré snímajú v hyperspektrálnom časti spektra.

Pre lesníctvo je najvýznamnejší ITRES SAVI 1000 - hyperspektrálny senzor pokrývajúci kontinuálne spektrálne pásmo od 0,4 do 2,5 µm (VIS - VNIR – SWIR) pomocou jediného detektora. Umožňuje snímať 256 spektrálnych kanálov pri zachovaní jednotného geometrického rozlíšenia naprieč celým spektrálnym rozsahom. Prechádzame tak od „mapovania - tvorby máp“ k interpretácii kvalitatívnych charakteristík slovenských lesov. Prepojením LiDAR geometrie a hyperspektrálnych vlastností vieme riešiť klasifikáciu druhov vegetácie a drevín, hodnotenie zdravotného stavu porastov, detekciu inváznych druhov, monitoring vodných plôch a znečistenia. V spolupráci s ITRES expertami budeme pracovať na vytvorení unikátneho dátového základu (knižníc) v rámci Slovenska aj strednej Európy.

Ďalším je ITRES TABI1800. Letecký širokouhlý termálny zobrazovací senzor v pásme MWIR, určený na presné snímanie povrchových teplôt a teplotných anomálií z lietadla. Vyznačuje sa vysokým tepelným rozlíšením, širokým záberom (40° FOV) a nízkym šumom, vďaka čomu umožňuje efektívne mapovanie veľkých území pri nižšom počte letov. Zaradením termálneho senzora TABI 1800 získava NLC možnosť pre uplatnenie nových objektívnych metód zisťovania početnosti zveri, monitoring zdravotného stavu lesov (stres, sucho), mapovanie vlhkosti pôdy, podporu krízového riadenia a mimoriadnych udalostí - lesné požiare a kontrola ich uhasenia a posilnenie výskumných kapacít v oblasti dopadu klimatických zmien, hydrológie a vitality lesa...

Celý rozhovor si môžete prečítať v aktuálnom čísle časopisu LES & Letokruhy.