Національний природний парк «Сколівські Бескиди» – унікальний природний об’єкт, розташований в Українських Карпат, відомий своєю різноманітною флорою та фауною. Однак, як і багато інших природних територій, цей парк перебуває під загрозою змін клімату та антропогенного навантаження. Моніторинг змін лісового покриву в цьому регіоні є важливим етапом для забезпечення його збереження та стійкості.

В рамках проєкту «Картування пошкоджень лісів у Національному природному парку “Сколівські Бескиди” з використанням методів обробки супутникових даних» («Mapping of the Forest Disturbances in National Nature Park “Skole Beskids” Using Remote Sensing Satellite Data Processing Methods»), що фінансується в рамках програми підтримки українських вчених EURIZON Fellowship Program: «Remote Research Grants for Ukrainian Researchers», команда науковців НЛТУ України спрямовує свої зусилля на розроблення методології на основі інтерпретації супутникових знімків для моніторингу змін лісового покриву в межах парку.

Зокрема, упродовж першого етапу реалізації проєкту зібрано дані про лісові ресурси парку, проаналізовано лісогосподарські плани, цифрові карти та інформація про нещодавні пошкодження лісів. Здійснені виїзди на місцевість дозволили не лише картувати та описувати виявлені пошкодження, але й дослідити можливість використання супутникових знімків для аналізу змін лісового покриву території.

Кожен вид пошкоджень, таких як буреломи (рис. 1), лісозаготівлі (рис. 2) або поширення шкідників (рис. 3), залишає різні сліди на спектральних, просторових та тимчасових рівнях. Наприклад, буреломи призводять до різких змін у спектральних характеристиках, тоді як шкода від комах, як правило, є поступовою і передбачає аналізу тенденцій.

Успіх системи виявлення пошкоджень лісу ґрунтується на кількох ключових науково-технічних досягненнях. Мультиспектральні супутникові знімки високої роздільної здатності, такі як дані Landsat і Sentinel, надали детальну інформацію, необхідну для виявлення тонких змін, що свідчать про порушення лісу. Складні методи атмосферної корекції були необхідні для того, щоб переконатися, що спостережувані спектральні варіації дійсно відображають стан рослинності, а не атмосферні перешкоди. Використання вегетаційних індексів, таких як NDVI та EVI, спростило ідентифікацію дерев, що перебувають у стресовому стані або вмирають, надаючи кількісні показники стану рослинності. Обраний алгоритм машинного навчання, Random Forest, виявився ефективним для точної класифікації багатовимірних і часто зашумлених даних, притаманних інформації з дистанційного зондування. Платформа хмарних обчислень Google Earth Engine відіграла вирішальну роль, уможлививши ефективну і масштабовану обробку великих масивів даних. Поєднання цих факторів уможливило точне та своєчасне виявлення порушень лісового покриву, що суттєво вплинуло на управління лісами та їх збереження.

Розроблену систему продемонстровано представникам наукового відділу Національного природного парку «Сколівські Бескиди» (рис. 4-6). Начальниця наукового відділу пані Ірина Лях зауважила, що застосування розробленої системи дозволить отримувати автоматичні сповіщення про зміну лісового покриву (працівники отримують повідомлення, щойно система зафіксує зміни). Відтак, розроблена система стане важливим інструментом для організації та здійснення систематичних спостережень за станом та динамікою екосистеми парку.

Рис. 4-6. Демонстрація розробленої системи моніторингу лісового покриву НПП «Сколівські Бескиди»

Використовуючи можливості інформаційних технологій, ми не лише відкриваємо нові горизонти для моніторингу стану лісів і визначення необхідних заходів для збереження природних ресурсів, а й продовжуємо вдосконалювати розроблену систему. У цьому контексті готуємося до наступної зустрічі з представниками наукового відділу Національного природного парку «Сколівські Бескиди», сподіваючись, що результати нашої роботи сприятимуть збереженню та стійкості лісових екосистем.

Проєкт «Mapping of the Forest in National Nature Park “Skole Beskids” Using Remote Sensing Satellite Data Processing Methods» реалізується за підтримки EURIZON, який фінансується Європейським Союзом за грантовою угодою №871072».

Команда проєкту EURIZON,

Часковський Олег,

Пелюх Оксана,

Гаврилюк Сергій,

Сінкевич Олексій,

Нечепуренко Андрій