Vandmiljøovervågning med droner

Monitoring aquatic environments using drones

Pedersen, Martin Kauffmann ; Laursen, Magnus Greve ; Pedersen, Jan Christian

4. semester

Naturgeografi (cand.tech.), Kandidat

2016

2016-06-17

71

Dette projekt undersøger, om droner kan bruges til at overvåge klorofyl a i danske søer som en hurtig og omkostningseffektiv metode, der kan støtte implementeringen af EU’s Vandrammedirektiv. Klorofyl a er det grønne pigment i alger og bruges som en praktisk indikator for den økologiske kvalitet, fordi høje værdier ofte afspejler meget algevækst. Indholdet kan ændre sig hurtigt, især i næringsrige søer hen over sommeren, hvilket gør hyppig monitering vigtig. Undersøgelsen startede med at ville bestemme økologisk tilstand i to midtjyske søer (Hummelsø og Velling Igelsø), men på grund af tekniske udfordringer blev fokus flyttet til selve målemetoden og hvordan droner kan forbedre den. Ud fra drone-data blev der udviklet en algoritme, der via regressionsanalyse omregner vandets reflektans (det lys, vandet reflekterer) til klorofyl a-værdier. Da datagrundlaget var for begrænset til at validere metoden fuldt ud, blev resultaterne sammenlignet med en tilsvarende satellitbaseret tilgang. Præcisionen kan endnu ikke fastslås, men de foreløbige resultater peger på en vis anvendelighed. Metoden bør optimeres og kalibreres med et større og mere varieret datagrundlag for danske søer, gerne med inspiration fra remote sensing-erfaringer fra vandmiljøundersøgelser andre steder i verden. Samlet anbefales droner til søovervågning, hvis en klorofyl-algoritme udvikles og valideres på et mere omfattende datasæt, end dette studie kunne levere.

This project examines whether drones can be used to monitor chlorophyll a in Danish lakes as a fast, cost-efficient approach that supports implementation of the EU Water Framework Directive. Chlorophyll a is the green pigment in algae and a practical indicator of ecological quality, because high values often reflect abundant algal growth. Levels can change quickly, especially in nutrient-rich lakes during summer, which makes frequent monitoring important. The study initially aimed to determine the ecological status of two lakes in central Jutland (Hummelsø and Velling Igelsø), but technical challenges shifted the focus to the measurement method itself and how drones can improve it. Using drone data, the team built a regression-based algorithm to convert water reflectance (the light reflected by the water) into chlorophyll a values. Because the dataset was too limited to fully validate the method, results were compared with a similar satellite-based approach. The precision cannot yet be established, but preliminary findings suggest some usefulness. The method should be optimized and calibrated with a larger and more diverse dataset for Danish lakes, informed by remote sensing experience from aquatic studies elsewhere. Overall, drones are recommended for lake monitoring if a chlorophyll algorithm is developed and validated on a more comprehensive dataset than was available in this study.

[Dette resumé er genereret ved hjælp af AI]

Remote sensing ; drone ; monitering ; sø ; klorofyl ; algoritme ; landsat ; vandmijø ; naturgeografi ; alge ; indeksering ; gis

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter