Πρωτοποριακές έρευνες πεδίου σε Φιλέρημο, Αρχίπολη και Κυμισάλα

• Με τη χρήση αυτό­νο­μων ρομπο­τι­κών συστη­μά­των, μη επαν­δρω­μέ­νων αερο­χη­μά­των και δορυ­φο­ρι­κών δεδο­μέ­νων, στο πλαίσιο της δια­συ­νο­ρια­κής συνερ­γα­σίας Ελλάδας και Κύπρου

Η κλι­μα­τική αλλαγή απο­τε­λεί μία από τις σημα­ντι­κό­τε­ρες σύγ­χρο­νες προ­κλή­σεις για τη Μεσό­γειο, με τις επι­πτώ­σεις της να γίνο­νται ολοένα πιο αισθη­τές στα ευάλωτα νησιω­τικά οικο­συ­στή­ματα. Η άνοδος της θερ­μο­κρα­σίας, οι παρα­τε­τα­μέ­νες περί­ο­δοι ξηρα­σίας και η συχνό­τερη εμφά­νιση ακραίων μετε­ω­ρο­λο­γι­κών συν­θη­κών δημιουρ­γούν ένα ολοένα πιο ευνοϊκό περι­βάλ­λον για την εκδή­λωση και την ταχεία εξά­πλωση δασικών πυρ­κα­γιών, οι οποίες μπορούν να προ­κα­λέ­σουν εκτε­τα­μέ­νες περι­βαλ­λο­ντι­κές, οικο­νο­μι­κές και κοι­νω­νι­κές επι­πτώ­σεις. Παράλ­ληλα, η νησιω­τική φύση περιο­χών όπως η Ρόδος και η Κύπρος εντεί­νει την ευα­λω­τό­τητά τους, εξαι­τίας της γεω­γρα­φι­κής απο­μό­νω­σης, της ποι­κι­λο­μορ­φίας των τοπικών μικρο­κλι­μά­των και των ιδιαί­τε­ρων επι­χει­ρη­σια­κών και υλι­κο­τε­χνι­κών περιο­ρι­σμών.

Σε αυτό το πλαίσιο υλο­ποιεί­ται η πράξη «Δια­συ­νο­ρια­κές Δράσεις για την Πρόληψη Κατα­στρο­φών και την Κλι­μα­τική Αλλαγή» (Prevent-DisCC), μέσω του Προ­γράμ­μα­τος Συνερ­γα­σίας Interreg VI-A «Ελλάδα–Κύπρος 2021–2027», με συντο­νι­στή το Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνο­λο­γι­κής Ανά­πτυ­ξης (ΕΚΕΤΑ), μέσω του Ινστι­τού­του Βιώ­σι­μης Κινη­τι­κό­τη­τας και Δικτύων Μετα­φο­ρών (ΙΜΕΤ). Υπεύ­θυ­νος του έργου είναι ο δρ. Βασί­λειος Καπ­πά­τος, διευ­θυ­ντής του ΕΚΕΤΑ/ΙΜΕΤ. Στην κοι­νο­πρα­ξία συμ­με­τέ­χουν επίσης ο Δήμος Ρόδου, ο Δήμος Κουρίου της Κύπρου και η εθε­λο­ντική οργά­νωση διά­σω­σης Rescue 1. Βασικός στόχος του έργου είναι η ανά­πτυξη μιας ολο­κλη­ρω­μέ­νης δια­συ­νο­ρια­κής στρα­τη­γι­κής πρό­λη­ψης φυσικών κατα­στρο­φών, η οποία συν­δυά­ζει επι­στη­μο­νική τεκ­μη­ρί­ωση, τεχνο­λο­γική και­νο­το­μία και ενί­σχυση της επι­χει­ρη­σια­κής ετοι­μό­τη­τας των τοπικών αρχών.

Η επι­στη­μο­νική έρευνα στα δάση της Ρόδου

Στο πλαίσιο του Prevent-DisCC, η επι­στη­μο­νική ομάδα του ΕΚΕΤΑ/ΙΜΕΤ πραγ­μα­το­ποιεί πιλο­τι­κές έρευνες πεδίου σε τρεις δασικές περιο­χές της Ρόδου: τη Φιλέ­ρημο, την Αρχί­πολη και την Κυμι­σάλα. Η επιλογή των περιο­χών πραγ­μα­το­ποι­ή­θηκε με τη συμβολή του Αυτο­τε­λούς Γρα­φείου Πολι­τι­κής Προ­στα­σίας του Δήμου Ρόδου, λαμ­βά­νο­ντας υπόψη ιστο­ρικά δεδο­μένα δασικών πυρ­κα­γιών, τα ιδιαί­τερα περι­βαλ­λο­ντικά χαρα­κτη­ρι­στικά, τον βαθμό ευα­λω­τό­τη­τας και τις ανάγκες ανά­πτυ­ξης στο­χευ­μέ­νων προ­λη­πτι­κών παρεμ­βά­σεων. Οι έρευνες επι­κε­ντρώ­νο­νται στην ψηφιακή χαρ­το­γρά­φηση των δασικών εκτά­σεων, με στόχο τη συλλογή και ανάλυση γεω­χω­ρι­κών και περι­βαλ­λο­ντι­κών δεδο­μέ­νων που σχε­τί­ζο­νται με τη δομή και την πυκνό­τητα της βλά­στη­σης, τη συσ­σώ­ρευση καύ­σι­μης ύλης, τη δασική βιομάζα, τις συν­θή­κες ξηρα­σίας και τη γενι­κό­τερη κατά­σταση υγείας των δέντρων.

Η συστη­μα­τική απο­τύ­πωση αυτών των παρα­μέ­τρων απο­τε­λεί σημα­ντικό εργα­λείο για την καλύ­τερη κατα­νό­ηση της κατά­στα­σης των δασικών οικο­συ­στη­μά­των και τον εντο­πι­σμό περιο­χών που ενδέ­χε­ται να απαι­τούν αυξη­μένη επι­τή­ρηση ή προ­λη­πτι­κές παρεμ­βά­σεις.

Ο «ΚΥΩΝ»: Ένα τετρά­ποδο ρομπότ στην υπη­ρε­σία της δασο­προ­στα­σίας

Στο επί­κε­ντρο των ερευ­νη­τι­κών δρα­στη­ριο­τή­των βρί­σκε­ται η αυτό­νομη ρομπο­τική πλατ­φόρμα «ΚΥΩΝ», η οποία βασί­ζε­ται στο τετρά­ποδο ρομπότ Spot της αμε­ρι­κα­νι­κής εται­ρείας Boston Dynamics και αξιο­ποιεί­ται από την επι­στη­μο­νική ομάδα του ΕΚΕΤΑ/ΙΜΕΤ.

Χάρη στον ιδιαί­τερο σχε­δια­σμό και τις προηγ­μέ­νες δυνα­τό­τη­τες πλο­ή­γη­σής του, το ρομπότ μπορεί να κινηθεί σε σύνθετα και δύσβατα περι­βάλ­λο­ντα, όπως δασικά μονο­πά­τια και περιο­χές με έντονες υψο­με­τρι­κές δια­φο­ρο­ποι­ή­σεις, όπου η πρό­σβαση με συμ­βα­τικά οχήματα είναι περιο­ρι­σμένη.

Με τη χρήση προηγ­μέ­νων αισθη­τή­ρων, καμερών υψηλής ανά­λυ­σης και τεχνο­λο­γίας LiDAR (Light Detection and Ranging), ο «ΚΥΩΝ» έχει τη δυνα­τό­τητα να πραγ­μα­το­ποιεί τρισ­διά­στα­τες απο­τυ­πώ­σεις του περι­βάλ­λο­ντος, συλ­λέ­γο­ντας δεδο­μένα για τη γεω­με­τρία και τα δομικά χαρα­κτη­ρι­στικά των δέντρων.

Παράλ­ληλα, μέσω του συστή­μα­τος αυτό­νο­μης πλο­ή­γη­σης και επα­νά­λη­ψης προ­κα­θο­ρι­σμέ­νων δια­δρο­μών (Autowalk), παρέ­χε­ται η δυνα­τό­τητα συστη­μα­τι­κής παρα­κο­λού­θη­σης συγκε­κρι­μέ­νων δασικών εκτά­σεων. Η επα­νά­ληψη των μετρή­σεων μπορεί να συμ­βά­λει στον εντο­πι­σμό μετα­βο­λών της βλά­στη­σης, της συσ­σώ­ρευ­σης καύ­σι­μης ύλης και πιθανών εμπο­δίων στις δια­δρο­μές πρό­σβα­σης.

Η επε­ξερ­γα­σία των δεδο­μέ­νων με σύγ­χρο­νες μεθό­δους Τεχνη­τής Νοη­μο­σύ­νης επι­τρέ­πει την ανά­πτυξη εφαρ­μο­γών αυτο­μα­το­ποι­η­μέ­νης ανα­γνώ­ρι­σης δέντρων και εκτί­μη­σης βασικών δασο­κο­μι­κών χαρα­κτη­ρι­στι­κών, όπως η διά­με­τρος του κορμού στο ύψος του στήθους (DBH), συμ­βάλ­λο­ντας στη δημιουρ­γία λεπτο­με­ρέ­στε­ρων ψηφια­κών απο­γρα­φών των δασικών εκτά­σεων. Η αξιο­ποί­ηση αντί­στοι­χων τεχνο­λο­γιών έχει ήδη απο­τε­λέ­σει αντι­κεί­μενο ερευ­νη­τι­κών εφαρ­μο­γών του ΕΚΕΤΑ στο Δημο­τικό Δάσος Καβάλας, στο πλαίσιο του ευρω­παϊ­κού έργου DigiMedFor (Horizon Europe), με αντι­κεί­μενο την ανά­πτυξη ψηφια­κών εργα­λείων για τη βιώσιμη δια­χεί­ριση των μεσο­γεια­κών δασών.

Μη επαν­δρω­μένα αερο­χή­ματα και τρισ­διά­στατη χαρ­το­γρά­φηση δασικών περιο­χών

Συμπλη­ρω­μα­τικά προς τις επί­γειες ρομπο­τι­κές πλατ­φόρ­μες, το έργο αξιο­ποιεί μη επαν­δρω­μένα αερο­χή­ματα (UAVs/drones), εξο­πλι­σμένα με κάμερες υψηλής ανά­λυ­σης, πολυ­φα­σμα­τι­κούς αισθη­τή­ρες και συστή­ματα γεω­α­να­φο­ράς υψηλής ακρί­βειας RTK GNSS.

Οι ενα­έ­ριες απο­τυ­πώ­σεις επι­τρέ­πουν τη συλλογή δεδο­μέ­νων σχετικά με την πυκνό­τητα της βλά­στη­σης, την κατά­σταση των δασικών οικο­συ­στη­μά­των και πιθανές ενδεί­ξεις υδα­τι­κής κατα­πό­νη­σης των δέντρων. Μέσω της φωτο­γραμ­με­τρι­κής επε­ξερ­γα­σίας των εικόνων και της κατάλ­λη­λης αξιο­ποί­η­σης τρισ­διά­στα­των δεδο­μέ­νων, παρά­γο­νται γεω­χω­ρικά προ­ϊ­ό­ντα, όπως τα Ψηφιακά Μοντέλα Επι­φά­νειας (Digital Surface Models – DSM), που απο­τυ­πώ­νουν τη μορ­φο­λο­γία της επι­φά­νειας, συμπε­ρι­λαμ­βα­νο­μέ­νης της βλά­στη­σης, και τα Ψηφιακά Μοντέλα Εδάφους (Digital Terrain Models – DTM), τα οποία ανα­πα­ρι­στούν το φυσικό ανά­γλυφο χωρίς τα υπερ­κεί­μενα στοι­χεία. Για την παρα­γωγή αξιό­πι­στων μοντέ­λων εδάφους σε πυκνά δασω­μέ­νες περιο­χές απαι­τεί­ται κατάλ­ληλη επε­ξερ­γα­σία και αξιο­ποί­ηση επαρκών δεδο­μέ­νων εδάφους, μεταξύ άλλων από τεχνο­λο­γίες LiDAR.

Ο συν­δυα­σμός ενα­έ­ριων και επί­γειων παρα­τη­ρή­σεων επι­τρέ­πει την πλη­ρέ­στερη απο­τύ­πωση της τρισ­διά­στα­της δομής των δασικών εκτά­σεων και υπο­στη­ρί­ζει την εκτί­μηση κρί­σι­μων παρα­μέ­τρων, όπως το ύψος των δέντρων, η δομή της κόμης και η βιομάζα. Παράλ­ληλα με τις έρευνες πεδίου, ανα­πτύσ­σο­νται μεθο­δο­λο­γίες προ­γνω­στι­κής χαρ­το­γρά­φη­σης του κιν­δύ­νου δασικών πυρ­κα­γιών, με την αξιο­ποί­ηση μετε­ω­ρο­λο­γι­κών δεδο­μέ­νων, προ­γνω­στι­κών μοντέ­λων και ευρω­παϊ­κών υπη­ρε­σιών Παρα­τή­ρη­σης της Γης. Ιδιαί­τερη σημασία έχει η αξιο­ποί­ηση του ευρω­παϊ­κού προ­γράμ­μα­τος Copernicus, μέσω δορυ­φο­ρι­κών δεδο­μέ­νων Sentinel-2 και του European Forest Fire Information System (EFFIS), το οποίο παρέχει προ­γνω­στι­κούς δείκτες μετε­ω­ρο­λο­γι­κού κιν­δύ­νου πυρ­κα­γιάς.

Μεταξύ αυτών περι­λαμ­βά­νο­νται ο Fire Weather Index (FWI), ο οποίος απο­τυ­πώ­νει τη μετε­ω­ρο­λο­γική επι­κιν­δυ­νό­τητα για την ανά­πτυξη πυρ­κα­γιάς, ο Fine Fuel Moisture Code (FFMC), που σχε­τί­ζε­ται με την περιε­κτι­κό­τητα σε υγρασία της λεπτής επι­φα­νεια­κής καύ­σι­μης ύλης, και ο Initial Spread Index (ISI), ο οποίος εκφρά­ζει το δυνα­μικό αρχικής εξά­πλω­σης της φωτιάς υπό συγκε­κρι­μέ­νες μετε­ω­ρο­λο­γι­κές συν­θή­κες.

Η συν­δυα­στική αξιο­ποί­ηση των δεικτών αυτών με τα δεδο­μένα βλά­στη­σης, τα χαρα­κτη­ρι­στικά του εδάφους και τις επι­τό­πιες παρα­τη­ρή­σεις μπορεί να υπο­στη­ρί­ξει την ανα­γνώ­ριση ζωνών αυξη­μέ­νου κιν­δύ­νου και την ανά­πτυξη χωρικών σενα­ρίων για δια­φο­ρε­τι­κές μετε­ω­ρο­λο­γι­κές συν­θή­κες. Στο πλαίσιο του έργου εξε­τά­ζο­νται επίσης προ­γνω­στι­κές προ­σεγ­γί­σεις σε δια­φο­ρε­τι­κούς χρο­νι­κούς ορί­ζο­ντες, από τις επό­με­νες ημέρες έως επο­χι­κές εκτι­μή­σεις, λαμ­βά­νο­ντας υπόψη την αβε­βαιό­τητα που συνο­δεύει τις μακρο­πρό­θε­σμες προ­βλέ­ψεις.

Από την επι­στη­μο­νική πλη­ρο­φο­ρία στην επι­χει­ρη­σιακή απόφαση

Ένα από τα σημα­ντι­κό­τερα ανα­με­νό­μενα απο­τε­λέ­σματα του Prevent-DisCC είναι η ανά­πτυξη Ψηφια­κής Πλατ­φόρ­μας Κεντρι­κής Δια­χεί­ρι­σης για τους Δήμους Ρόδου και Κουρίου, μέσω της οποίας θα επι­διω­χθεί η ενο­ποί­ηση και επι­χει­ρη­σιακή αξιο­ποί­ηση δεδο­μέ­νων από δια­φο­ρε­τι­κές πηγές. Η πλατ­φόρμα θα υπο­στη­ρί­ζει τη συγκέ­ντρωση γεω­χω­ρι­κών πλη­ρο­φο­ριών, προ­γνω­στι­κών δεικτών, μετε­ω­ρο­λο­γι­κών δεδο­μέ­νων και ανα­φο­ρών πεδίου, με στόχο την υπο­βο­ή­θηση της εκτί­μη­σης κιν­δύ­νου, της χωρικής ιεράρ­χη­σης προ­τε­ραιο­τή­των και του σχε­δια­σμού προ­λη­πτι­κών παρεμ­βά­σεων. Στο ίδιο πλαίσιο προ­βλέ­πε­ται η ανά­πτυξη εξει­δι­κευ­μέ­νης Εφαρ­μο­γής Έγκαι­ρης Προει­δο­ποί­η­σης για φορητές συσκευές (Prevent-DisCC Early Warning Application), η οποία θα δια­συν­δέ­ε­ται με την κεντρική ψηφιακή πλατ­φόρμα και θα παρέχει δυνα­τό­τη­τες αμφί­δρο­μης επι­χει­ρη­σια­κής επι­κοι­νω­νίας μεταξύ των αρμό­διων δημο­τι­κών υπη­ρε­σιών Πολι­τι­κής Προ­στα­σίας και των πιστο­ποι­η­μέ­νων εθε­λο­ντι­κών ομάδων δασο­προ­στα­σίας και διά­σω­σης.

Κεντρικό χαρα­κτη­ρι­στικό της εφαρ­μο­γής θα απο­τε­λεί ένας μηχα­νι­σμός συμ­με­το­χι­κής συλ­λο­γής πλη­ρο­φο­ριών (crowdsourcing), μέσω του οποίου οι εθε­λο­ντές θα μπορούν να λαμ­βά­νουν ειδο­ποι­ή­σεις για πιθανά ή επι­βε­βαιω­μένα επι­κίν­δυνα συμ­βά­ντα, αλλά και να υπο­βάλ­λουν γεω­χω­ρικά προσ­διο­ρι­σμέ­νες ανα­φο­ρές, συνο­δευό­με­νες από φωτο­γρα­φικό υλικό και παρα­τη­ρή­σεις πεδίου.

Οι πλη­ρο­φο­ρίες αυτές θα δια­βι­βά­ζο­νται στις αρμό­διες υπη­ρε­σίες προς αξιο­λό­γηση και επι­βε­βαί­ωση, συμ­βάλ­λο­ντας στη δια­μόρ­φωση μιας κοινής και διαρκώς επι­και­ρο­ποιού­με­νης επι­χει­ρη­σια­κής εικόνας (Common Operational Picture – COP), στην ενί­σχυση της επί­γνω­σης της κατά­στα­σης (Situational Awareness) και στον απο­τε­λε­σμα­τι­κό­τερο συντο­νι­σμό των εμπλε­κό­με­νων φορέων. Τελικός στόχος της ερευ­νη­τι­κής προ­σπά­θειας είναι η μετα­τροπή των επι­στη­μο­νι­κών δεδο­μέ­νων σε πρα­κτικά εργα­λεία πρό­λη­ψης και ορθο­λο­γι­κό­τε­ρης δια­χεί­ρι­σης των δασικών οικο­συ­στη­μά­των. Η συστη­μα­τική παρα­κο­λού­θηση της βλά­στη­σης, η ανα­γνώ­ριση περιο­χών αυξη­μέ­νης επι­κιν­δυ­νό­τη­τας και η αξιο­ποί­ηση προ­γνω­στι­κών πλη­ρο­φο­ριών μπορούν να συμ­βά­λουν στον καλύ­τερο σχε­δια­σμό περι­πο­λιών, στην ιεράρ­χηση παρεμ­βά­σεων δια­χεί­ρι­σης καύ­σι­μης ύλης και στην ενί­σχυση της ετοι­μό­τη­τας των αρμό­διων υπη­ρε­σιών.

Μέσα από τη συνερ­γα­σία της επι­στη­μο­νι­κής κοι­νό­τη­τας, της Τοπικής Αυτο­διοί­κη­σης και των εθε­λο­ντι­κών οργα­νώ­σεων, το Prevent-DisCC επι­διώ­κει να απο­τε­λέ­σει ένα πρότυπο δια­συ­νο­ρια­κής συνερ­γα­σίας, όπου η τεχνο­λο­γική και­νο­το­μία μετα­τρέ­πε­ται σε ουσια­στικό εργα­λείο προ­στα­σίας του φυσικού περι­βάλ­λο­ντος και ενί­σχυ­σης της ανθε­κτι­κό­τη­τας των τοπικών κοι­νω­νιών.