Ezzel a technológiával a folyómeder és az erdő helyszíni vizsgálata illetve szakértők bevonása nélkül is pontosan azonosíthatók a növényfajok. Így gyorsan és kis költséggel lehet megvizsgálni pl. azt, hogy mely betelepített növényfajok terjedése veszélyezteti az őshonos ökoszisztémát, vagy hogy miként alakul egy adott területen belül a különféle fafajok megoszlása.
Háttér
Az infokommunikációs technológia alkalmazása a biodiverzitás megőrzésére a Fujitsu Csoport biodiverzitási akciótervének egyik alapvető törekvése. A biodiverzitás megőrzéséhez lényeges a meglévő ökoszisztéma pontos azonosítása és az adott erdőben vagy folyóban élő növények és állatok állapotának ismerete.
A növényekkel kapcsolatos vizsgálatok eddig vagy szakértők által végzett helyszíni felmérésen vagy műholdas fotók alapján végrehajtott távoli értékelésen alapultak. Mindkét módszernek vannak hátrányai. A szakértői vizsgálatok drágák és időigényesek, és gyakran veszélyes területen kell végrehajtani őket. A távoli felmérések viszont nem elég pontosak. A műholdas fotókon nehéz megkülönböztetni egymástól az azonos színű fákat - pl. a hasonló örökzöld tűlevelű cédrust és japán ciprust. Ezért olyan nagy pontosságú módszerre van szükség, amellyel gyorsan és gazdaságosan lehet különbséget tenni a különböző fafajok között.
Nagyobb pontosság a fafajok megkülönböztetésekor
A fák megkülönböztetésére szolgáló hagyományos módszereknél 500-2000 méter magasságból készítenek felvételeket hiperspektrális kamerával felszerelt helikopterről vagy repülőgépről, és ezeknél a képeknél mérik a közel infravörös visszaverődési spektrum hullámhossz-tartományát. A képen látható fafajokat úgy azonosítják, hogy összehasonlítják az adatokat a rájuk vonatkozó, előre meghatározott referencia-spektrummal. Ám a fák spektrumképe nem csak a napfényt, hanem az egyes levelekről és az erdő többi fájáról visszatükröződő fényt is rögzíti, ezért a leolvasott emissziós értékek nem teljesen egységesek. Mivel a visszaverődési spektrumminta az egyes fák elhelyezkedésétől függően ugyanannál a fafajnál is eltérhet, fajonként egy referenciaspektrum alapján lehetetlen pontosan különbséget tenni közöttük.
A Fujitsu ezt a hagyományos módszert továbbfejlesztve olyan technikát dolgozott ki, amely a hasonló színárnyalatú fákból álló vegyes erdőben is lehetővé teszi a fafajok pontos azonosítását. Ez a módszer több referenciaspektrumot hoz létre minden azonosítandó fafajhoz a változó fényviszonyok között jelentkező visszaverődési spektrumoknak megfelelően. A hiperspektrális légi felvételeket ezekkel a referenciaadatokkal összevetve még a nagyon hasonló fafajok is pontosan megkülönböztethetők egymástól, így jelentősen javul az azonosítás pontossága.
Helyszíni vizsgálatok
A japán Kochi prefektúrabeli Nakatosa városban, a Fujitsu Csoport "Nakatosa Kuroshio no Mori" c. erdővédelmi projektje2 helyszínén 2011 márciusában tesztelték az új technikát. Nakatosa városa mellett nagy kiterjedésű, mesterségesen telepített vegyes erdő található, cédrus és japán ciprus fajokkal. Az erdő egészségének helyreállítása és a helyi fakitermelés fellendítése érdekében Nakatosa aktívan részt vesz a japán Környezetvédelmi Minisztérium "J-VER"3 emisszió-kompenzációs programjában.
Az elnyelt széndioxid-mennyiség igazolásához a városnak vegetációs térképet kellett készítenie, feltüntetve a szén-dioxidot eltérő mértékben elnyelő cédrus és japán ciprusfák helyét. A város helyszíni felmérést indított a térkép elkészítéséhez. Ezzel párhuzamosan a Fujitsu elkészítette a mesterséges erdő hiperspektrális képét és az új technikával azonosította a két fafajt. Az elemzés pontosan ugyanarra az eredményre jutott, mint a város hagyományos technikával végzett vizsgálata. Mindez igazolta, hogy az új technika még olyan, rendkívül hasonló fafajok (pl. cédrus és japán ciprus) esetén is eredményesen használható az azonosításra, amelyeknél a hagyományos távoli vizsgálatok alkalmazása problematikus.
Jövőbeni tervek
Az új technikával légi felvételek alapján gyorsan és költséghatékonyan lehet vizsgálatokat végezni, megkülönböztetve egymástól az adott területek őshonos és nem őshonos növényeit, vagy azonosítva a különféle fajok adott erdőn belüli megoszlását. A megoldást várhatóan több területen is széles körben alkalmazni fogják, pl. a nehezen megközelíthető helyek vegetációs térképének elkészítésére, vagy az eltérő széndioxid-elnyelő képességű fafajokból álló erdők abszorpciós szintjének pontos felmérésére.
1. Hiperspektrális kép: hiperspektrális kamerával készített kép. A hiperspektrális kamera nagy pontossággal, egészen a képpontok szintjéig és a kép egészére nézve is képes mérni az egyes növények spektrumadatait.
2. A Fujitsu Csoport "Nakatosa Kuroshio no Mori" c. projektje: annak az erdővédelmi projektnek a címe, amely 2007 októbere óta zajlik a Fujitsu Limited, a Fujitsu Shikoku Systems Limited, a Fujitsu FSAS Inc. és a Fujitsu Shikoku Infotec Limited részvételével. A Fujitsu leánycégek környezettudatos vállalati partnerként működnek közre a Nakatosa város és a Kochi prefektúra által finanszírozott erdővédelmi és erdőtelepítési projektben.
3. J-VER program: a "J-VER" betűszó a Japan Verified Emission Reduction (ellenőrzött japán emissziócsökkentés) rövidítése. A programot Japán környezetvédelmi minisztériuma indította emisszió-kompenzációs kreditpontok kibocsátására és hitelesítésére. (A kreditpontok a széndioxid-kibocsátás csökkentésének illetve az üvegházgázok elnyelésének szintje után járnak).
