Подсчет выброса углерода в Амазонии с помощью данных ДЗЗ из космоса

У обезлесения в тропиках есть одна общая причина во всем мире: экономическое развитие. В детстве мы узнаем, что леса поглощают углекислый газ, накапливают углерод в растениях и почвах и выделяют кислород (которым нам удобно дышать). Несмотря на интуитивное понимание этих основ, у нас нет практического способа учета их влияния. В результате развивающиеся страны заинтересованы в вырубке лесов и использовании освободившейся земли для товарного производства (пальмовое масло, соя, добыча полезных ископаемых и т. д.) для своего экономического роста, и в результате крупнейший в мире район поглотитель углерода на Земле стал вторым по величине источником антропогенных, изменяющих климат выбросов углерода.

Если мы собираемся остановить обезлесение в тропиках, мы должны остановить порочные экономические стимулы, которые говорят, что леса не являются ценным использованием земли. Нам необходимо оценить стоимость лесов — или истинную стоимость вырубки лесов — и найти способ измерения содержания углекислого газа, чтобы его можно было количественно оценить, как и другие товары на открытом рынке. К счастью, новые достижения в технологиях дистанционного зондирования и машинного обучения имеют большой потенциал, чтобы помочь сделать это. Об этом в своей статье на сайте www.planet.com пишет Tara O'Shea.

В конце 2018 года Фонд Erol Foundation, Центр глобальных научных исследований в области охраны природы при Университете штата Аризона и компания Planet объявили о прорывной инициативе, направленной на непосредственное измерение запасов и выбросов углерода в лесах в Перу. Сейчас, примерно на полпути проекта, мы хотели представить обновленную информацию об этих усилиях по разработке первого в мире показателя углерода в лесах. Короче говоря: это работает!

За последние 10 с лишним лет конвенция ООН об изменении климата (UNFCCC ) стала реальным лидером в этом вопросе. В соответствии со статьями 5 и 6 Парижского соглашения 2015 года развивающиеся тропические страны могут измерять, сообщать и проверять сокращение выбросов в результате обезлесения и деградации лесов (REDD +) в обмен на платежи, основанные на результатах. Очень сложно измерить REDD +, и это представляет собой проблему как для предоставления государственных платежей, основанных на результатах, так и для перевода стоимости климатического обслуживания лесов за пределы финансирования развития и в частные финансы.

Технологические ограничения потребовали двухэтапного процесса измерения REDD+: 1) Использование традиционных спутниковых снимков для оценки изменения площади лесов за период 1-2 года и 2) Умножение этого изменения на расчетный запас углерода, основанный на размере дерева и виды. По сути, мы технологически ограничены умножением одной оценки на другую в национальных масштабах.

В последние несколько лет стало возможным использовать воздушное лазерное сканирования для непосредственного измерения углерода в лесах. Однако из-за дороговизны это можно делать в ограниченных масштабах. (Черные линии на карте показывают траектории полета воздушной платформы с лазерным сканером , отображающие высоту купола в перуанской Амазонии — покрывая лишь небольшую часть лесов страны).

Но что, если параллельные достижения в области дистанционного зондирования и машинного обучения могут позволить получить те же результаты с использованием менее дорогих датчиков? Возможно ли, наконец, получить практические инструменты, которые нам необходимы для оценки критических климатических изменений? Это именно то, что данный проект намеревается исследовать.

Проводимые исследования соотносят данные воздушного лазерного сканирования. с данными, получаемыми группировкой спутников PlanetScope в Перу. В проекте также используются данные высокого разрешения со спутников SkySat по ключевым районам перуанской Амазонки для калибровки и проверки пространственной текстуры и объемного анализа моделей.

С этими моделями ежедневные спутниковые снимки с разрешением 3–5 метров Planet может поставлять ежедневно. Результатом является возможность автоматического и экономически эффективного непосредственного измерения и картирования запасов и выбросов углерода в лесах с высоким разрешением и высокой частотой. Результаты проекта на сегодняшний день показывают, что эти результаты являются надежными как на национальном, так и на местном уровнях.

Карта плотности углерода над землей показывает тонкую структуру биомассы в тропических лесах. Это позволяет точно измерять количество углерода, потерянного во время обезлесения, например, при строительстве плантации какао вблизи Tamshiyacu, Перу (слева). Детализация — это результат объединения данных ВЛС с данными спутников PlanetScope с разрешением 3–5 м (справа).

В проекте используется технология машинного обучение для корреляции пространственных характеристик данных спутников PlanetScope и SkySat с данными ВЛС, что дает частый и пространственно явный показатель запасов углерода в лесах и выбросов по всей стране Перу.

Последствия этих предварительных результатов не могут быть преуменьшены. Комбинация улучшенного дистанционного зондирования и расширенной аналитики дает возможность напрямую точно измерять и отображать запасы углерода в национальном масштабе в течение (частого) времени.