Väitöstyön pohjalta kehitettiin uusi tulvakartoitustuote, joka hyödyntää satelliittitietoja

Ilmatieteen laitoksen tutkija Juval Cohen tutki väitöskirjassaan puiden latvuston vaikutusta satelliittihavaintoihin pohjoisella havumetsävyöhykkeellä. Tulosten pohjalta kehitettiin ensimmäinen Suomen Tulvakeskuksessa käytössä oleva satelliittipohjainen tulvakartoitustuote, joka toimii sekä avoimilla alueilla että metsissä.
Kuva: Ekofokus / KL

Tutkimuksessa ehdotettu lähestymistapa mahdollistaa myös maan routatilanteen seurannan metsissä SAR-tutkan avulla, tarkentaen olemassa olevia operatiivisia tuotteita. Tästä voisivat hyötyä esimerkiksi metsäkoneiden tai muun raskaan kaluston käyttäjät, jotka kaipaavat tietoa maaperän kantavuudesta.

”Tutkimus lisää ymmärrystä latvuston vaikutuksesta kaukokartoituksessa ja sitä kautta edistää uusien ja olemassa olevien kaukokartoitustuotteiden kehittämistä”, Juval Cohen tiivistää väitöstutkimuksen hyödyn.

Malli erottaa latvuston ja maan pinnan säteilyn toisistaan

Satelliittihavaintoja käytetään usein pohjoisten alueiden seurannassa. Metsän latvusto kuitenkin vaikuttaa sähkömagneettisen säteilyn etenemiseen ja estää näkyvyyttä maan pinnalle. Väitöstyössä sovellettiin mallia, jonka avulla voidaan erottaa latvustosta ja maan pinnalta tulevat säteilyt toisistaan. Näin pystytään paremmin seuraamaan esimerkiksi latvuston alla olevaa maan pintaa.

Mallin suhteellisen yksinkertaisuuden, mutta toisaalta hyvän tarkkuuden ansiosta, sitä voidaan käyttää lähes reaaliaikaiseen laajojen alueiden kartoittamiseen ja seuraamiseen avaruudesta käsin.

”Mukavaa ja mielenkiintoista tutkimuksessa oli se, että siinä yhdistyivät tieteellinen teoreettinen tutkimus ja uusien käytännön sovellusten kehittäminen”, Juval Cohen toteaa.

Maan pintaa voidaan kuvata optisilla- ja mikroaaltomittalaitteilla. Optiset mittalaitteet toimivat infrapuna- ja näkyvän valon aallonpituuksilla, kun taas mikroaaltomittalaitteet mikroaaltotaajuuksilla. Mallia sovellettiin optisiin ja mikroaaltohavaintoihin, mutta tutkimuksessa keskityttiin erityisesti mikroaaltotaajuuksilla toimiviin SAR-tutkasatelliitteihin. Niiden suurimmat hyödyt ovat kyky kuvata myös pimeässä, pilvien läpi ja suhteellisen tarkalla alueellisella erotuskyvyllä.

Juval Cohenin väitöskirja "The effect of forest canopy on remote sensing observations in the boreal region" (Latvuston vaikutus kaukokartoitushavaintoihin havumetsävyöhykkellä) tarkastettiin 12.6.2020 Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulussa. Vastaväittäjä oli TkT Yrjö Rauste, VTT, ja kustoksena toimi professori Miina Rautiainen.

Väitöskirja on saatavilla Aalto-yliopiston Aaltodoc-julkaisuarkistossa.

Lähde: Ilmatieteen laitos