ניטור שיקום הצומח לאחר שריפה באמצעות חישה מרחוק

אנה ברוק, לאה ויטנברג, אלון לוטן ועדו יצחק


במערכות אקולוגיות ים תיכוניות שריפות יער תכופות מובילות לירידה חדה במרכיב הצומח המעוצה, והחלפתו בצמחיה עשבונית ושיחית, המתאוששת על פי רוב תוך מספר שבועות לאחר השריפה. נוף היער המתפתח ומצבו לאחר השריפה מושפעים ממכלול גורמים ובהם מצב הצומח לפני השריפה, חומרת השריפה, תנאי השטח והאקלים, ובמידה רבה, מפעולות ממשק היער. על מנת להתמודד בהצלחה עם השפעתן ההולכת ומקצינה של השריפות ובמטרה לגבש תוכניות ממשק בנות קיימא לשמירה על בריאות היער ומגוון המינים, נדרשים כלים  ייעודיים  מבוססי נתונים.

שימוש בחישה מרחוק יעיל ומתאים למשימות מסוג זה; חישה מרחוק הינה טכנולוגיה לאיסוף ועיבוד מידע אלקטרואופטי שמתקבל משלל חיישנים קרקעיים, מוטסים ולווייניים. באמצעות כלי חישה שונים ניתן לנטר מדדי יער בקנה מידה מקומי ואזורי ולאורך תקופות ממושכות.

החמרה באירועי שריפות מציבה אתגרים מורכבים בפני מנהלי השטחים השרופים. מטרת המחקר היא פיתוח כלי מבוסס חישה מרחוק לחיזוי מצב הצומח לאחר שריפה ותמיכה בקבלת החלטות לגבי ניהול ושיקום השטחים הפגועים. שיטות העבודה מבוססות על אינטגרציה של נתונים ממספר מקורות ופיתוח מדדים מבוססי חישה מרחוק ממספר לוויינים ונתונים אמפיריים (אקלים, תכונות שטח, מאפייני השריפה).

במסגרת המחקר פותח כלי יישומי יעיל ומדויק להערכת מצב הצומח בנקודת זמן עכשווית, לחיזוי מצב הצומח העתידי וקצב התפתחותו בעקבות שריפות, ולהערכת סיכוני שריפה ביערות קק"ל. כלי זה מיועד לשמש את אנשי המקצוע בקבלת החלטות לגבי הממשק הנדרש כדי לעצב את מבנה היער על פי התצורה הרצויה ועל-מנת להקטין את הסיכון לשריפות עתידיות. הכלי כולל פונקציות לחידוד וסנכרון מידע מרחבי-ספקטרלי באמצעות רשת לומדת לחידוד פרמטרים מרחביים ומודל להשלמת מידע ספקטרלי על בסיס אגרגציה שמשולבת ברשת ATTENTION NET מבוססת למידה עמוקה, מודל Feature Pyramid Networks for object detection (FPN) with Region Proposal Network (RPN) למיפוי ואפיון מעוצים מאורתופוטו ומדדים ספקטרליים צמחיים מנתוני לוויינים אופטיים ו-SAR ומידע מאורתופוטו מחובר על ידי רשת עצבית מלאכותית (נוירונים) מבוססת מודל  SIMBOLIC REGRESSION. לצורך קבלת החלטות יוכל המפעיל לטעון למערכת את הדוחות הקודמים ולקבל את עקומת התפתחות הצומח לאורך תקופת הניטור, וכן השוואה מרחבית בין מפות סיכון בתקופות זמן נבחנות על בסיס חישוב CHANGE DETECTION.

בעקבות מלחמת חרבות ברזל ופגיעה רחבה ביערות בצפון ובדרום, נעשה שימוש בכלי לצורך סווג ההפרעות, ואומדן היקף ועוצמת הפגיעה בשטח כמו גם המשך מעקב אחרי תהליך ההתאוששות והשיקום. חשיבותה של מערכת זו, בעיקר בימי המלחמה, משמעותית משום שהיא מאפשרת לספק מידע מדויק ושימושי מאזורים לא נגישים ומסוכנים באמצעות חישה מרחוק, מאפשרת מעקב אחרי תהליך השיקום ומשרתת את מנהלי השטח בתהליך קבלת ההחלטות.