Wykorzystanie danych termalnych pozyskanych z pułapu lotniczego do określania stanu zdrowotnego wybranych gatunków drzew

Abstract

Celem pracy było sprawdzenie, czy dane termalne z zakresu średniej podczerwieni (3,6–4,9 μm) pozyskane z pułapu lotniczego mogą być wykorzystane do badań kondycji zdrowotnej drzew. W tym celu przeprowadzono trzy analizy na niezależnych zbiorach danych w różnych środowiskach. Badania wykonane na danych termalnych pozyskanych w ciągu dnia wykazały, że temperatura korony jest cechą specyficzną dla gatunku i zależy od położenia drzewa w terenie. Drzewa znajdujące się wewnątrz lasu miały niższą temperaturę koron do 0,70oC niż te rosnące poza lasem. Gatunkiem o najwyższej temperaturze, niezależnie od godziny pozyskania danych lotniczych, był Pinus sylvestris. Niskimi temperaturami charakteryzowały się Alnus glutinosa, Quercus rubra i Quercus petraea. Badania nad identyfikacją miejsc żerowania kornika drukarza wykazały, że fuzja danych termalnych i skanowania laserowego umożliwiły wyznaczenie temperatury koron pojedynczych drzew Picea abies i sklasyfikowanie ich do trzech klas zdrowotnych (drzewa 'zdrowe' o średniej temperaturze 27,70oC; 'o osłabionej kondycji' 28,57oC i 'martwe' 30,17oC). Opracowany został schemat postępowania wykorzystujący automatyczną segmentację i uczenie maszynowe do identyfikacji drzew 'o osłabionej kondycji' i 'martwych'. Badania przeprowadzone w środowisku miejskim wykazały statystycznie istotne różnice między klasami kondycji zdrowotnej drzew zarówno na danych pozyskanych w dzień jak i w nocy. Korony drzew zdrowych były chłodniejsze w porównaniu do koron drzew zamierających. Średnia wartość różnicy wynosiła 3,28oC w ciągu dnia oraz 1,06oC w nocy. Podsumowując, lotnicze dane termalne z zakresu średniej podczerwieni mogą być wykorzystane do badań kondycji zdrowotnej wybranych gatunków drzew. Zmienność temperatur koron jest cechą zależną od gatunku i może być wskaźnikiem stanu zdrowotnego w środowisku naturalnym i miejskim.