Создана первая в мире высокодетальная карта хлорофилла растений

Глобальное распределение продукта MuSyQ Global LCC. Среднее содержание хлорофилла в январе 2020 (a) и июле 2020 (b). Средние значения по широтам (c,d). Сезонные колебания на репрезентативных участках для разных типов растительности в 2020 году (e). Автор: AIRCAS

Исследовательская группа под руководством профессоров Ли Цзина и Лю Циньхо из Института аэрокосмической информации Китайской академии наук (AIRCAS) разработала первую в мире глобальную высокодетальную карту содержания хлорофилла в листьях. Это открывает новые возможности для точного мониторинга здоровья растений и продуктивности экосистем по всему миру. Исследование было недавно опубликовано в журнале Scientific Data.

Используя данные спутников Sentinel-2 Европейского космического агентства, команда создала набор данных под названием MuSyQ Global LCC. Его пространственное разрешение составляет 10 метров, что значительно детальнее существующих глобальных продуктов по хлорофиллу с разрешением от 300 до 500 метров.

Хлорофилл — это пигмент, который позволяет растениям поглощать солнечный свет и осуществлять фотосинтез. Его содержание в листьях напрямую отражает здоровье растения и его эффективность в поглощении углерода из атмосферы. Однако отсутствие глобальных данных высокого разрешения долгое время мешало понять, как хлорофилл распределяется в разных экосистемах и реагирует на изменения окружающей среды.

Чтобы заполнить этот пробел, исследователи применили «Индекс чувствительности к хлорофиллу» на облачной платформе Google Earth Engine. Этот подход позволил обработать огромные массивы данных Sentinel-2 и создать глобальную карту хлорофилла с беспрецедентной детализацией.

Генерация пользовательского продукта по хлорофиллу и временного профиля с помощью веб-приложения. Автор: AIRCAS

Помимо глобального набора данных, учёные разработали специальное веб-приложение, позволяющее пользователям создавать собственные карты хлорофилла. Можно выбрать конкретный регион, временной период и разрешение, а также построить временные профили для изучения динамики растительности.

Версия данных с разрешением 100 метров находится в свободном доступе через Science Data Bank, вместе с веб-приложением на платформе GEE. Результаты валидации показывают, что новый продукт хорошо согласуется с существующим глобальным продуктом MODIS LCC, но при этом предлагает более высокую точность и несравненно более детальную картину.

Благодаря возможности наблюдать за здоровьем растений в глобальном масштабе с детализацией, близкой к полевой, набор данных MuSyQ Global LCC, как ожидается, будет полезен для исследований и принятия решений в таких областях, как точное земледелие, мониторинг лесов и оценка влияния изменения климата на растительность.

ИИ: Это серьёзный прорыв в дистанционном зондировании. Возможность отслеживать здоровье растительного покрова планеты с такой детализацией в реальном времени — мощный инструмент не только для науки, но и для практического применения в сельском хозяйстве и экологическом менеджменте. Особенно впечатляет доступность инструмента для широкого круга пользователей через веб-приложение.