НовостиГоры, поля, рифы: Проект картографирования водно-болотных угодий Джарагуна
Ученые DEA Cal/Val используют беспилотные летательные аппараты на крайнем севере Квинсленда, чтобы составить точную топографическую карту искусственных водно-болотных угодий и одновременно обменяться знаниями с народом ванджури.
Последнее обновление страницы:18 June 2024
Ниже Кэрнса, на крайнем севере Квинсленда, простирается водосбор реки Рассел - живописный и плодородный ландшафт с впечатляющими горными вершинами, бурлящими водотоками и поймами, являющийся родиной богатой культуры народа ванджури из племени идинджи.
В октябре 2022 года полевая команда Digital Earth Australia (Калибровка и валидация, “Cal/Val”) отправилась в эту прекрасную часть мира, чтобы сотрудничать с Jaragun EcoServices в реализации инновационного и захватывающего проекта. Проект объединяет знания и культуру коренных народов с картографическими технологиями GA, намереваясь превратить заброшенное и маргинальное поле сахарного тростника в процветающее водно-болотное угодье.
Используя беспилотник, оснащенный 10-полосным мультиспектральным датчиком и лидарным картографическим датчиком, наши ученые из Cal/Val Марк Брумхолл и Гай Бирн, а также специалист по данным наблюдения Земли Маргарет Харрисон, смогли составить точную картину местности, одновременно изучая и обмениваясь знаниями с жителями Ванджури.
Это сотрудничество также позволило нашей команде Cal/Val использовать это место в качестве базового полигона для тестирования наших беспилотных летательных аппаратов и оборудования. Кроме того, полученные изображения позволят получить важные данные для проверки DEA.Инструмент для анализа состояния водно-болотных угодий, который дает представление об изменениях в количестве воды, зеленой растительности, сухой растительности и голой почве, произошедших в ключевых водно-болотных угодьях Квинсленда с 1987 года.
Коэффициент поверхностного отражения DEA (Sentinel-2A MSI) - Стили: Ложный цвет - зеленый, SWIR, NIR. Ярко-зеленые области обозначают лесные массивы, а желтые/оранжевые - возделываемые земли. Изображение на вставке, показывающее водосборную зону реки Рассел, в которой проводится восстановление водно-болотных угодий (обозначено белым квадратом).
Джарагун: Сотрудничество с сообществом
Основанная старейшиной Ванджуру-Идинджи Деннисом А-Ки и его женой Лиз Оуэн, компания Jaragun придерживается целостного подхода к восстановлению земель, тесно сотрудничая с традиционными владельцами, местными фермерскими сообществами, учеными, частным сектором и правительством Квинсленда.
Во время своего недавнего визита в Канберру Лиз сказала, что проект помогает "восстановить функционирование водно-болотных угодий и улучшить качество воды, сбрасываемой из водосборного бассейна, который непосредственно поступает в Большой барьерный риф".
Совершите перелет над местом восстановления водно-болотных угодий Джарагун на реке Рассел на крайнем севере Квинсленда. Эта анимационная карта искусственных водно-болотных угодий была создана с помощью лидара и беспилотных летательных аппаратов, пилотируемых учеными Cal/Val из Digital Earth Australia в октябре 2022 года, и показывает рельеф и высоту местности. Эстакада показывает, что территория, которую компания Jaragun EcoServices преобразует из заброшенного и маргинального поля сахарного тростника, превратится в искусственное водно-болотное угодье, которое поможет отфильтровывать удобрения из воды, поступающей в водосборную зону, прилегающую к Большому барьерному рифу.
Член команды DEA Cal/Val и пилот беспилотника Марк Брумхолл (в центре) запускает беспилотник в воздух над зоной восстановления водно-болотных угодий в бассейне реки Рассел. Источник: Romy Photography
Проект также играет "ценную роль в возвращении коренных народов в страну" и является "крупнейшим в своем роде в Великобритании как с точки зрения площади земель, так и инвестиций". Лиз также рассказала о том, как этот проект стал возможен благодаря партнерству между Jaragun и GreenCollar, крупным инвестором на экологических рынках и разработчиком проектов, который финансирует проекты по охране водно-болотных угодий, направленные на улучшение состояния окружающей среды.
Щедро поделившись своим временем по телефону, Деннис рассказал о проекте с точки зрения “культурных потоков” и о том, что у традиционных владельцев есть духовные, социальные и экологические обязательства заботиться о водно-болотных угодьях в рамках их стремления заботиться о стране.
Команда из Jaragun Ecoservices. Источник: Romy Photography
Горы, поля, рифы: как будут работать водно-болотные угодья
Стратегически выбранный участок площадью 70 гектаров расположен ниже по течению от окружающих плантаций сахарного тростника. Это позволяет сельскохозяйственным стокам с тростниковых полей проходить непосредственно через территорию комплекса. Этот сток содержит большое количество растворенного неорганического азота (также известного как ДИН или удобрения), который затем поступает непосредственно в реку Рассел и, как следствие, в Коралловое море, тем самым влияя на здоровье Большого Барьерного рифа. Перехват DIN стал серьезной проблемой в деле защиты рифа, и водосбор реки Рассел является важнейшим приоритетом, на долю которого приходится около 11% всех DIN в Великобритании (2015-16 гг.).
Водно-болотные угодья Джарагуна будут эффективно функционировать как естественная система фильтрации, обеспечивая значительное ежегодное снижение нагрузки по стандарту DIN. Это сокращение DIN будет преобразовано и количественно оценено с помощью "рифовых кредитов" - рыночного механизма, который используется для стимулирования улучшения качества воды в водосборах РБ.
Водно-болотные угодья также будут способствовать уменьшению количества загрязняющих веществ в виде мелкодисперсных отложений, попадающих в ГБР, и помогут создать сложную экосистему, включающую естественную флору и фауну, зависящую от конкретного местоположения.
В связи с земляными работами, запланированными на 2023 год, эстетически и экологически привлекательный проект состоит из ряда соединяющихся лагун, ограждающей стены по периметру для замедления и отвода стока, а также отверстий и дренажных каналов.
На снимках, сделанных по линии полета, показано, где будут образованы водно-болотные угодья. На изображении справа представлена цветовая маркировка, темно-синий цвет которой соответствует глубине воды. Два обычных пруда на южной оконечности являются основными входными отверстиями, предназначенными для сбора большей части наносов. Северная оконечность включает в себя более глубокие пруды, а белые участки представляют собой неглубокие участки между прудами.
Специалист по данным наблюдения Земли из DEA Маргарет Харрисон (справа) с командой Jaragun Ecoservices. Источник: Romy Photography
Как Geoscience Australia и DEA вписываются во все это?
Спектральное картографирование, разработанное DEA, поможет отслеживать изменение состояния этих водно-болотных угодий с течением времени. Проводя лазерное лидарное картографирование и гиперспектральную съемку с помощью беспилотных летательных аппаратов, наша команда на местах помогает составить более полную картину текущего состояния участка.
Как видно из приведенной выше анимации, лидарная карта детализирует высоту, профиль и топографию участка.
Однако дальнейшее лидарное картографирование трассы покажет изменения в ландшафте, глубину раскопок и аномалии, такие как деградация поверхности, изменения склонов и рост растительности. Используемое в этом контексте, "картографирование является мощным инструментом для нашего понимания гидрологии суши, объемной емкости, способа течения, накопления воды и ее общего качества", - сказала Лиз.
Напротив, мультиспектральная визуализация фиксирует электромагнитный спектр света и цвета (включая инфракрасный) и помогает определить рост, здоровье и питательный статус растений.
Член команды DEA Cal/Val Гай Бирн (в центре) поднимает анемометр к небу. Прибор измеряет скорость ветра и является важным компонентом при полетах дронов. Источник: Romy Photography
Мультиспектральные спутниковые данные EO: Диапазоны, обнаруживаемые спутниками Landsat и Sentinel, отображаются в пронумерованных полях, а ширина каждого поля соответствует спектральному диапазону, который обнаруживает данный диапазон. Полосы частот накладываются на процентное соотношение пропускания каждой длины волны, возвращаемой в атмосферу с Земли, к количеству поступающей солнечной радиации. Ось y не имеет отношения к сравнению спутниковых датчиков.
GA также проведет обследование участка с использованием более совершенной гиперспектральной визуализации. “Мы ожидаем поставки нашего гиперспектрального прибора в декабре и разместим его на территории водно-болотных угодий, как только компания Jaragun восстановит их растительный покров”, - сказал Марк.
Гиперспектральная съемка обеспечивает еще более высокий уровень детализации, используя сотни полос, а не десять, как в нашей мультиспектральной камере. Это также одна из самых передовых и информативных технологий для обнаружения сорняков, вредителей и повышения эффективности использования питательных веществ и воды.
С развитием технологий беспилотных летательных аппаратов лидарные и спектральные снимки стали более удобными и мощными. Нашей команде GA потребовалось три часа, чтобы составить карту примерно 68 гектаров предполагаемой площади водно-болотных угодий. Недавнее картографирование с помощью беспилотника отличалось от более дорогостоящего и трудоемкого картографирования с помощью стационарного самолета, которое было профинансировано правительством Квинсленда еще в 2009 году и впоследствии использовалось компанией Jaragun для геоморфологической оценки водосбора реки Рассел и ручья Бабинда.
Марк Брумхолл (Mark Broomhall) из DEA сказал: “Аэрофотосъемка становится намного более доступной, и это дает возможность небольшим группам, таким как Jaragun, самостоятельно составлять карты”.
"В конечном счете, Jaragun и другие экологические организации смогут управлять этими беспилотными летательными аппаратами и картографическими приборами, а затем самостоятельно обрабатывать данные".
Команды DEA и Jaragun. В заднем ряду: Гай Бирн, Лиз Оуэнс, Марк Брумхолл, Маргарет Харрисон. В первом ряду: Кайли, Тобиас (Тоби Тоби) и Джонно. Источник: Romy Photography.
Проект "Первые нации"
Народ ванджуру из племени идинджи находится в центре проекта по сохранению водно-болотных угодий. В Джарагуне постоянно работают несколько работников из племени ванджуру, и многие аспекты процесса экологической реабилитации связаны с культурными знаниями и традициями ванджуру. Например, гибискус, цветущее растение, традиционно используемое в качестве шпагата при изготовлении копий, поможет стабилизировать берега ручьев, предотвратит эрозию и накопление наносов, а также обеспечит тень и среду обитания для водных обитателей.
Деннис заявил, что “еще одним интересным элементом процесса восстановления будет возвращение жизни птицам, поскольку водно-болотные угодья были ценными охотничьими угодьями для традиционных владельцев”.
“Это особенно актуально после сезона дождей, когда вода спадает и водно-болотные угодья становятся более доступными, а птицы все еще присутствуют”, - сказал он.
“Еще одним аспектом проекта является то, что он позволит провести надлежащее и углубленное изучение культурного наследия, которое вернет стариков на землю, чтобы идентифицировать растения, травы и животных, которые использовались в традиционной культуре”.
- И это также даст возможность молодым жителям ванджуру воссоединиться со страной и развить потенциал и навыки, необходимые для восстановления функционирования экосистемы".
Также важно отметить историческую подоплеку этого проекта и работы Джарагуна, когда многие семьи ванджуру были переселены из района водосбора реки Саут-Рассел. Таким образом, работа Джарагуна помогает хранителям традиций вернуться и восстановить связь со страной, а также зафиксировать, нанести на карту и задокументировать свое культурное наследие.
Кальдера кратера Кинрара на лидарной карте и визуализирована в 3D.
Уникальное сотрудничество
Проект "Водно-болотные угодья Джарагуна" уникально расположен на стыке традиционных экологических знаний и науки, с общей целью восстановления жизненно важного водосборного бассейна, который непосредственно примыкает к Большому барьерному рифу.
Проект также проложит путь к будущему сотрудничеству, включающему в себя подходы коренных народов к устойчивому развитию и сбору данных для геокартирования. Компания Geoscience Australia рада участвовать в этом инновационном и жизненно важном проекте.
Другая работа на севере
Находясь в Квинсленде, наша команда по дистанционному зондированию также завершила впечатляющее лидарное и мультиспектральное картографирование кратера Кинрара, места одного из последних извержений вулкана в Австралии примерно 7000 лет назад. Как отметил Марк, эта работа была проведена в рамках программы GA "Исследование будущего" в тесном сотрудничестве с народом гугу-бадхун, традиционными хранителями этого региона.
Вулкан Кинара на лидарном картографировании, выполненном в 3D. В нижней части этих изображений мы также видим обвал в кальдере вулкана.
Кроме того, команда также побывала в Робсон-Крик, на так называемом суперсайте сети исследований наземных экосистем (TERN), первом крупномасштабном исследовательском участке тропических лесов в Австралии. Целью составления карты является создание одного из сайтов DEA, предназначенного для проверки данных, готовых к анализу. Иными словами, данные дистанционного зондирования и геодезии, которые помогут подтвердить достоверность и даже предоставить более подробный отчет о наблюдениях Земли из космоса – с таких важных спутников, как Landsat 8 и 9 НАСА и спутник Sentinel 2 Европейского космического агентства в рамках программы Copernicus.