Valstybinė miškų tarnyba inovatyviais metodais identifikavo 2020 metais šalies miškuose vykdytų plynų miško kirtimų plotus. Identifikavimas buvo vykdomas dešifruojant žemės dangos vaizdus, gautus iš dirbtinių žemės palydovų.
Tarnybos užsakymu atliktas dešifravimas iškart išsprendė du uždavinius: pirma, buvo gan operatyviai surinkta naudinga informacija apie įvykdytus konkrečius kirtimus visoje šalies teritorijoje, nesukuriant papildomos naštos miško savininkams, antra – nustatytos faktinės 2020 m. įvykdytų plynų miško kirtimų geografinės (GIS) ribos, kurias įprastai Valstybinės miškų tarnybos specialistai galėtų nustatyti, tik realiai apžiūrėję kirtavietes vietoje.
Šis 2021 m. gruodį užbaigtas projektas – tai tąsa 2020 m. pradėtų darbų (daugiau čia), kai analogišku būdu prieš metus, pirmą kartą miškininkystės praktikoje duomenys apie šalyje vykdytus miško kirtimus, jų vietą, iškirstos biržės plotą ir konfigūraciją buvo surinkti ne tradiciniais antžeminiais matavimais, o dešifruojant žemės dangos vaizdus, gautus iš dirbtinių žemės palydovų.
Pasiekti rezultatai sukuria pakankamai gerą bazę ateityje vykdyti geresnę plynai iškirstų miško plotų stebėseną, vertinti kirtimų kaitos tendencijas ir vykdyti kitus darbus alternatyviu būdu – t. y. pasitelkiant nuotolinius metodus. Be to, ši informacija jau dabar gali būti naudojama vidinės miškotvarkos projektų rengėjų, pagrindinių miško kirtimų biržių projektavimo metu, siekiant išpildyti Miško kirtimo taisyklėse nustatytus gretimų biržių šliejimo reikalavimus.
Naudoti duomenys iš palydovų
Surinkta informacija – tai 2020 ir 2021 metų sausio mėnesių Europos kosmoso agentūros atviros prieigos Sentinel-2 multispektriniai (MSI) ir iš dalies Sentinel-1 sintetinės apertūros radaro (SAR) palydoviniai vaizdai, gauti iš Europos kosmoso agentūros „Copernicus“ atviros prieigos puslapio https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home. Papildomai buvo naudojami skirtingų laikotarpių Nacionalinės žemės tarnybos ir Valstybinės miškų tarnybos saugomi ortofotografiniai žemėlapiai.
Identifikavimo procesas, palyginti su 2019 m., buvo patobulintas ir jam naudotas „gilusis mokymas“, kurio metu skaičiavimo mašina pirmiausia buvo apmokoma atpažinti plynuosius kirtimus ir vėliau juos savarankiškai atpažinti apibrėžtoje teritorijoje. Šis metodas yra kur kas tikslesnis, palyginti su paprastu žemės dangos segmentavimo algoritmu ir sudaro sąlygas ateityje operatyviau spręsti panašaus pobūdžio uždavinius. Atlikus plynai iškirstų miško plotų identifikavimą, sudaryta kirtimų GIS duomenų bazė kartu su statistinėmis suvestinėmis.
Plyni miško kirtimai buvo identifikuojami pirmiausia apdorojant palydovinius vaizdus, vėliau – apdorotus vaizdus sintetinant, juos klasifikuojant, analizuojant rastrinius duomenis, transformuojant juos į vektorinius ir atliekant jų analizę (1 pav.). Identifikavimui panaudota apie 30 Sentinel palydovinių nuotraukų.
1 pav. Palydovinių nuotraukų panaudojimas plyniems miško kirtimams identifikuoti: (1) 2020 m. sausis, (2) 2021 metų sausis, (3) identifikuoti kirtimų plotai (rožiniai poligonai)
Rezultatai
Rezultatų kontrolė atlikta keliais būdais, t. y. kameraline vizualine patikra, vykdyta pasitelkiant tarpinių mėnesių multispektrinių palydovinių vaizdų mozaikas ir Lietuvos Respublikos teritorijos M 1:10000 skaitmeninius rastrinius ortofotografinius žemėlapius, bei natūriniais matavimais, kurie buvo skirti identifikuotų plynųjų miško kirtimų plotų geografiniam tikslumui įvertinti. Vizualiam patikrinimui panaudota daugiau nei 60 Sentinel palydovinių nuotraukų ir 5 ortofoto nuotraukų mozaikų.
Nustatyta, kad per 2020 m. plynai iškirstas miško plotas sudarė 14 262 ha, kirtimų atvejų (biržių) skaičius – 8 479 vnt. Analogiškas 2019 metais plynai iškirstas miško plotas sudarė 15 631 ha (t. y. buvo 1 369 ha didesnis nei 2020 m.). Kirtimų atvejų (biržių) skaičius – 9 516 vnt. Atlikus pasirinkto kirtimo būdo analizę, nustatyta, kad iš jų – 349 biržės (kurių bendras plotas 839 ha) sietinos ne su plynųjų miško kirtimų leidimais, o, pavyzdžiui, buvo taikyti supaprastinti dviejų atvejų (dar vadinami B. Labanausko kirtimai, kai paliekamas sėklinių (priedangos) medžių kiekis sudarydavo neaukštą 0,2–0,3 skalsumą). Taigi likęs kirtimų plotas, kurį galima sieti su plynais kirtimais, sudarė 13 423 ha, apimančių 8 130 poligonus (t. y. ~0,61 proc. bendro šalies miško žemės arba ~0,65 proc. medynų ploto).
Pagal miškų nuosavybę 60 proc. identifikuotų kirtaviečių nustatyta valstybiniuose, 40 proc. – privačiuose miškuose. Pagal miškų grupes didžiausią identifikuotų kirtaviečių ploto dalis (94 proc.) buvo IV miško grupėje.
Svarbu fiziškai patikrinti realią būklę
Vertinant nuotoliniais metodais gautų kirtimo poligonų išskyrimo patikimumą, Valstybinė miškų tarnyba atliko atsitiktinai atrinktų kirtimais identifikuotų plotų geodezinius matavimus vietoje, panaudodama aukšto tikslumo prietaisus ir palygino duomenis. Nustatyta, kad bendras plotų skirtumas tarp identifikuotų nuotoliniais metodais ir natūroje faktiškai esančių plyno kirtimo biržių, apmatuotų kontroliniais matavimais, yra apie 5 proc. Atskirais atvejais biržių plotų skirtumai viršija šį dydį. Tai priklauso nuo kirtimais apimto ploto, jo konfigūracijos, medyno tipo, palydovinio vaizdo kokybės.
Vertinant nuotoliniais metodais nustatytas plynų kirtimų ribų paklaidas, nustatyta, kad jos kinta nuo kelių (tokių didžioji dauguma) iki keliolikos metrų. Susidarę skirtumai tarp distanciniais metodais identifikuotų plynų kirtimų ir natūroje išmatuotų faktinių biržių plotų bei ribų didžiąja dalimi paaiškinami naudotų palydovinių nuotraukų kokybinėmis charakteristikomis (nuotraukų skiriamoji geba apie 10 m). Taip pat daugiau plotų neatitikimų nustatyta mažesnėse nei 0,5 ha plyno kirtimo biržėse, kurių ribos dėl susidarančių greta kirtavietės esančių medžių šešėlių identifikuojamos žemesniu patikimumu. Gauti plynų miško kirtimų poligonų plotų skirtumai tarp nuotoliniais metodais identifikuotų ir faktinių, išmatuotų vietoje, leidžia teigti, kad pagal Sentinel-1 ir Sentinel-2 palydovines nuotraukas nustatyti biržių poligonų plotai nėra pakankamai tikslūs, kad galima būtų vykdyti jų registravimą LR miškų valstybės kadastre.
Duomenys apie nuotoliniais metodais identifikuotus 2020 m. plynai iškirstų miško plotų poligonus viešai prieinami Valstybinės miškų tarnybos svetainėje (www.amvmt.lt) esančiame miškų žemėlapyje (MGIS).
