Mapovanie zasolených pôd sveta pomocou technológií diaľkového prieskumu Zeme

Tím výskumníkov vytvoril techniku, ktorá meria obsah pôdnej soli na celom svete s pôsobivou presnosťou až do 10 metrov. Toto vylepšenie spĺňa kritickú potrebu presného hodnotenia slanosti pôdy, čo je hlavný problém, ktorý ovplyvňuje poľnohospodársku produktivitu a zdravie pôdy na celom svete.

Slanosť pôdy, druh degradácie pôdy, postihuje viac ako 1 miliardu hektárov na celom svete a poškodzuje poľnohospodársku produktivitu a zdravie životného prostredia. Predchádzajúce snahy o mapovanie slanosti pôdy čelili výzvam kvôli nízkej detailnosti dostupných súborov údajov a ťažkostiam so znázornením neustálych zmien v úrovni slanosti pôdy.

Vzhľadom na tieto výzvy sa výskumný tím rozhodol vytvoriť model, ktorý využíva snímky zo Sentinel-1/2, klimatické údaje, informácie o teréne a pokročilé algoritmy strojového učenia. Ich cieľom bolo odhadnúť obsah pôdnych solí v piatich klimatických oblastiach.

Výsledky boli zverejnené v článku publikovanom 28. marca 2024 v časopise Journal of Remote Sensing. Tento výskum predstavuje inováciu, ktorá efektívne kombinuje šikmé špirálové kanály s periodickými sústavami kontrakcie a expanzie.

Jadrom tohto úsilia je integrácia údajov z rôznych technológií diaľkového prieskumu Zeme, najmä sofistikovaných satelitov Sentinel-1/2, spolu so strategickým využitím algoritmov strojového učenia. Tento prístup viedol k vývoju pokročilého modelu schopného presne mapovať slanosť pôdy s pozoruhodnou presnosťou – s rozlíšením 10 metrov, a to aj v rôznych klimatických podmienkach.

Táto prelomová metóda nás posúva ďaleko za hranice predchádzajúcich snáh, ktoré boli obmedzené nižším rozlíšením a užším zameraním na analýzu slanosti pôdy. Náš odhodlaný výskumný tím zostavil rozsiahly súbor údajov, ktorý zahŕňa globálne klimatické vzorce, presné merania slanosti pôdy na úrovni zeme a komplexnú škálu geopriestorových premenných.

Vďaka využitiu algoritmu Random Forest model vyniká nielen v predpovedaní slanosti pôdy s pozoruhodnou presnosťou, ale tiež objasňuje kľúčovú úlohu, ktorú zohrávajú klíma, hladiny podzemnej vody a indexy slanosti pri formovaní pôdnych slaných krajín. Tento pokrok predstavuje krok vpred v našej schopnosti monitorovať a riadiť zdravie pôdy v globálnom meradle.

Profesor Zhou Shi, hlavný výskumník, vyjadril: “Táto štúdia predstavuje významný pokrok v našej schopnosti posudzovať a riešiť slanosť pôdy v globálnom meradle. Integráciou satelitných snímok so strojovým učením teraz dokážeme presne určiť slané pôdy s bezkonkurenčnou presnosťou a granularitou, čo poskytuje neoceniteľné poznatky pre udržateľné pôdne a poľnohospodárske postupy.”

Najnovší výskum priniesol globálnu mapu slanosti pôdy s vysokým rozlíšením. Táto mapa je cenným nástrojom pre vedcov, tvorcov politík aj poľnohospodárov. Pomáha im efektívne riešiť problémy so slanosťou pôdy. Identifikáciou oblastí s vysokou slanosťou môžu podniknúť cielené kroky na obnovu zdravia pôdy.

Okrem toho podporuje implementáciu udržateľných poľnohospodárskych postupov a pomáha pri plánovaní stratégií hospodárenia s zdrojmi. Metodika použitá v tomto výskume navyše stanovuje nový štandard pre monitorovanie životného prostredia s potenciálnym využitím pri iných hodnoteniach degradácie pôdy.

Viac informáciíNan Wang a kol., Globálny odhad slanosti pôdy v hĺbke 10 m pomocou diaľkového prieskumu Zeme z viacerých zdrojov, Journal of Remote Sensing (2024). DOI: 10.34133/remotesensing.0130