Dňa 30.11.2023 na pôde Botanického ústavu CBRB SAV úspešne obhájila svoju dizertačnú prácu s názvom „Identifikácia a monitoring biotopov pomocou satelitných obrazov“ Mgr. Lucia Čahojová. Viedla ju školiteľka Mgr. Mária Šibíková, PhD. Prácu oponovali prof. Ing. Petra Šímová, Ph.D. (Česká zemědělská univerzita Praha), prof. Gabriela Schaepman-Strub (University of Zürich) a Ing. Anna Kidová PhD. (Geografický ústav SAV).
Monitoring vegetácie a jej zmien je dôležitou súčasťou botanickej výskumnej práce v dobe
rýchlych zmien a straty biodiverzity. Výskum Mgr. Lucie Čahojovej sa zameriaval na
identifikáciu a monitorovanie biotopov, najmä v rámci európskej sústavy Natura 2000, ako
najcennejších a najohrozenejších lokalít s najvyššou biodiverzitou. S cieľom zefektívnenia
monitorovania a následnej ochrany týchto biotopov bola práca zameraná na vývoj novej
metódy s využitím dát z diaľkového prieskumu zeme (DPZ). Špecificky sa zamerali na
lesné biotopy a využili fytosociologické dáta získavané v teréne (a vegetačných databáz).
Na identifikáciu a skúmanie biotopov využili softvér NaturaSat a multispektrálne údaje zo
satelitov Sentinel-2 poskytované Európskou vesmírnou agentúrou (ESA) a implementovali
algoritmus hlbokého učenia. Tento algoritmus bol trénovaný na identifikáciu nových
lesných plôch cieľových biotopov s využitím máp relevantnosti. Celý prístup predstavuje
inovatívny spôsob prepojenia údajov z DPZ a terénneho výskumu, optimalizuje podiel
terénneho výskumu a môže slúžiť ako podklad pre správne riadenie ohrozených oblastí a
zachovanie biodiverzity, so širokým potenciálom uplatnenia v sieti Natura 2000 na rôznych
úrovniach v Európe.
„Vďaka svojim skúsenostiam aj počas môjho doktorandského štúdia som si uvedomila, aké obrovské množstvo údajov sme získali pomocou techník DPZ a ako by sa mohli využiť rôznymi spôsobmi. S pomocou satelitov, lietadiel alebo dronov môžeme pozorovať obrovské ekosystémy, ale aj jednotlivé druhy zvierat a rastlín. Môžeme sledovať prírodné katastrofy, ale aj obnovu vegetácie, napríklad po požiaroch. Môžeme sledovať pohyb morských prúdov, ale aj zmenu vodného režimu v malom slanisku za domom. Môžeme tiež „pozerať do minulosti“, pretože niektoré satelity a ich misie nám poskytujú údaje už desaťročia. A na základe poznatkov môžeme „pozerať do budúcnosti“ – môžeme vytvárať modely, ktoré predpovedajú vývoj určitých javov.“
Ako už vedci mnohokrát dokázali, diaľkový prieskum zefektívňuje botanický výskum a monitorovanie biotopov. Terénny výskum, kvalita údajov a následná verifikácia (overovanie) v teréne sú však nenahraditeľné a mali by byť súčasťou procesu diaľkového prieskumu.
Výsledky svojej práce sú obsahom nasledovných publikácií:
ČAHOJOVÁ, Lucia – AMBROZ, Martin – JAROLÍMEK, Ivan – KOLLÁR, Michal – MIKULA, Karol – ŠIBÍK, Jozef – ŠIBÍKOVÁ, Mária**. Exploring Natura 2000 habitats by satellite image segmentation combined with phytosociological data: a case study from the Čierny Balog area (Central Slovakia). In Scientific Reports, 2022, vol. 12, no. 1, art. no. 18375. (2021: 4.997 – IF, Q2 – JCR, 1.005 – SJR, Q1 – SJR). ISSN 2045-2322.
MIKULA, Karol – KOLLÁR, Michal – OŽVAT, Aneta A. – AMBROZ, Martin – ČAHOJOVÁ, Lucia – JAROLÍMEK, Ivan – ŠIBÍK, Jozef – ŠIBÍKOVÁ, Mária. Natural numerical networks for Natura 2000 habitats classification by satellite images. In Applied Mathematical Modelling, 2023, vol. 116, p. 209-235. ISSN 0307-904X.
ČAHOJOVÁ, Lucia – JURAŠIKOVÁ, Monika – JAROLÍMEK, Ivan – KOTHAJOVÁ, H. – MIKULOVÁ, Katarína – ŠIBÍKOVÁ, Mária. Mapovanie biotopov ÚEV Biskupické luhy pomocou diaľkového prieskumu Zeme a návrh manažmentových opatrení = Mapping of the biotopes of the AEI Biskupické luhy using remote sensing and proposal of management measures. In Bulletin Slovenskej botanickej spoločnosti, 2022, roč. 44, č. 1, s. 85-99. ISSN 1337-7043.
MIKULA, Karol – KOLLÁR, Michal – OŽVAT, Aneta A. – ŠIBÍKOVÁ, Mária – ČAHOJOVÁ, Lucia. Natural Numerical Networks on Directed Graphs in Satellite Image Classification. In Scale Space and Variational Methods in Computer Vision : 9th International Conference, SSVM 2023, Santa Margherita di Pula, Italy, May 21–25, 2023, Proceedings. Editori Luca Calatroni, Marco Donatelli, Serena Morigi, Marco Prato, Matteo Santacesaria. 1. vyd. – Cham : Springer Nature Switzerland, 2023, p. 339-351. ISBN 978-3-031-31974-7.
ČAHOJOVÁ, Lucia et al. Submitted. Integrating Ground-Based with Remote Sensing Data and Deep Learning Algorithm to Monitor of Natura 2000 Protected Oak Forest Habitats. V recenznom procese v časopise Landscape Ecology.
Text: Lucia Čahojová
Foto: Michaela Michalková, Lucia Čahojová, Alžbeta Šujanová