مع ازدياد المخاطر التي تتعرض لها الغابات مع تغير المناخ، يتجه مديرو الغابات إلى بيانات LiDAR والتوائم الرقمية من أجل إيجاد طرق أفضل لمراقبة بنية الغابات وإدارة وظيفة الغابات.

إن المراقبة الدقيقة والإدارة المثلى لهيكل الغابة هي أفضل طريقة لضمان استمرارها في أداء وظائفها الهيدرولوجية والجيوكيميائية والجيولوجية والتنوع البيولوجي الهامة والعمل كمصدر مستدام للأخشاب. ولكن، بالنسبة للإدارة، فإن جمع بيانات الغابات يدوياً يستغرق وقتاً طويلاً ومكلفاً. وعادةً ما يستلزم الأمر عمل علماء البيئة في الموقع، وغالبًا ما يكون ذلك في مواقع نائية، وقد يستغرق جمع البيانات ما يصل إلى ستة أشهر مع نفس الفترة الزمنية اللازمة لتحليلها مرة أخرى. وخلال وقت الجمع والمعالجة، يمكن أن تتغير أشياء كثيرة في بيئة الغابات، مما يقلل من فائدة البيانات.

لجنة الموارد الطبيعية في نيو ساوث ويلز (NRC) هي هيئة مستقلة مسؤولة عن تقديم المشورة القائمة على الأدلة لمساعدة حكومة الولاية في إدارة الممرات المائية والغابات، بما في ذلك غابات الولاية والغابات المحلية الخاصة والأراضي الحرجية التابعة للتاج. وأرادت لجنة الموارد الطبيعية في نيو ساوث ويلز استكشاف طرق بديلة لجمع البيانات لا تتطلب من الموظفين المتخصصين قضاء فترات طويلة من الوقت في الموقع، بهدف تسريع عملية جمع البيانات وتقليل الوقت الإجمالي بين جمع البيانات وتوليد رؤى قابلة للتنفيذ.

في عام 2020، طلب رئيس وزراء نيو ساوث ويلز من المجلس النيو ساوث ويلز الإشراف على برنامج مراقبة الغابات وتحسينها، وهي مبادرة لإنشاء قاعدة أدلة أفضل لاتخاذ قرارات إدارة الغابات.

كجزء من هذا البرنامج، استعانوا بشركة Interpine Innovation لجمع البيانات رقميًا على واحدة من 15 قطعة أرض من الغابات المحلية في جميع أنحاء نيو ساوث ويلز الساحلية.

في أبريل 2021، اصطحبت شركة Interpine حمولتها ذاتية القيادة من Hovermap LiDAR وحمولة رسم الخرائط إلى ساحل نيو ساوث ويلز لإجراء مسح أساسي باستخدام LiDAR لـ 18 قطعة أرض من الغابات المحلية البالغ عددها 15 غابة.

حصلت شركة Interpine على Hovermap في سبتمبر 2020 نظراً لقدرته على التقاط البيانات في الأماكن النائية التي يتعذر الوصول إليها، بما في ذلك التضاريس شديدة الانحدار والغابات الكثيفة، وأدركت أنها الأداة المناسبة لهذه المهمة.

مكّنت Hovermap أحد فنيي Interpine من التقاط مسح شامل LiDAR لقطعة أرض الغابة في 10 دقائق فقط.

"يوفرHovermap بيانات غنية جداً والتقاطاً كاملاً وبسرعة. وهذا يتيح لنا تزويد عملائنا برؤية واضحة للمعلومات التي يحتاجون إليها."

سوزانا غونزاليس

LiDAR فريق الاستشعار عن بُعد/مهندس استشعار عن بُعد في مجموعة إنتربين

التقاط صورة شاملة لحيازات الغابات

من الناحية التاريخية، كان الحصول على بيانات مفصلة عن جزء صغير من غابات الولاية يستلزم من علماء البيئة قياس الأشجار ماديًا وتوثيق مجموعة من المقاييس المرتبطة بصحتها. كان من الممكن أن تشمل هذه المقاييس ارتفاع الأشجار وقطرها وغطاء المظلة وتكوين الأنواع وحجم الأشجار من أجل المحصول. عملية جمع البيانات هذه عرضة للخطأ البشري والإغفال ويمكن أن تستغرق أياماً.

باستخدام جهاز Hovermap المثبت على حقيبة الظهر، تمكن أحد فنيي Interpine من التقاط مسح شامل باستخدام LiDAR لقطعة أرض الغابة في 10 دقائق فقط. يسمح المستوى العالي من التفاصيل التي تم التقاطها في هذا المسح بإنشاء توأم رقمي، مما يعني أن علماء البيئة لا يحتاجون حتى إلى أن تطأ أقدامهم الغابة للحصول على فهم شامل لمكوناتها.

قامت شركة Interpine باستجواب البيانات باستخدام خوارزميات تم إنشاؤها مسبقًا لالتقاط اكتشاف الأشجار، وتقسيم الأشجار الفردية، وتوفير استخراج الساق وملف القطر. وهي تعمل باستمرار على تحسين هذا الذكاء الاصطناعي من خلال إشراك شخص ذي خبرة لقياس الخوارزميات وتقييمها وتدريبها.

بيانات LiDAR لمقاييس إدارة الغابات في المستقبل

يدرك المجلس النرويجي للاجئين أنهم بحاجة إلى أنظمة استجواب أكثر قوة لتحديد روابط أوضح في البيانات وتوفير مقاييس لمقياس التعقيد الهيكلي بالإضافة إلى مقاييس التركيب الزهري.

قال جيفري بيل، المستشار الرئيسي للجنة الموارد الوطنية: "تتطلب التغيرات البيئية المتسارعة وضع مقاييس جديدة لوظيفة الغابات لتكملة المقاييس التقليدية".

ومع العلم أن العلماء من مختلف المجالات سيقدمون وجهات نظر فريدة من نوعها، أتاح المجلس النرويجي للاجئين البيانات للجمهور.

"يتمثل أحد الجوانب الرئيسية لبرنامج رصد الغابات وتحسينها في إعادة التفكير في رصد الغابات من خلال جمع البيانات بأكثر الطرق فعالية ممكنة ثم إضفاء الطابع الديمقراطي على البيانات. ومن خلال القيام بذلك، نأمل أن نشجع الباحثين في العالم على تحليلها وإيجاد مقاييس جديدة وأفضل لقياس بنية الغابات والحفاظ عليها".

"إن كمية البيانات التي تجمعها Hovermap تخلق العديد من الخيارات للباحثين للتحقيق فيها. فهو يجمع البيانات التي يريدونها والبيانات التي لا يعرفون بعد أنهم بحاجة إليها."

جيفري بيل

المستشار الرئيسي للجنة الموارد الوطنية

للمساعدة في مشاركة هذه البيانات مع المجتمع العلمي في العالم، لجأ المجلس النرويجي للاجئين إلى شبكة أبحاث النظم الإيكولوجية الأرضية (TERN)، وهو مشروع استراتيجية البنية التحتية الوطنية للبحوث التعاونية (NCRIS) الذي يجمع بيانات النظم الإيكولوجية الأرضية من المرصد الميداني التابع للاستراتيجية الوطنية للبحوث التعاونية (NCRIS) ومعاهد البحوث والوكالات الحكومية الأسترالية الحكومية والفيدرالية الأسترالية ويجمعها وينشرها. يستضيف مشروع TERN مجموعة بيانات LiDAR بصيغة .LAZ لإتاحة الوصول إلى أكبر عدد من الأطراف المهتمة.

وتأمل NRS أن يتم تطوير مقاييس جديدة لاعتمادها في رصد الغابات والتخطيط لها، بما في ذلك المؤشر البيئي والتعقيد الهيكلي والتعقيد الرأسي.

إذا كنت ترغب في مراجعة البيانات، يمكنك العثور عليها على بوابة اكتشاف بيانات TERN.