HydroCen Miljødesign

Vil utvikle digitalt superverktøy for å forvalte elver

Forskerne vil kombinere data fra satellitter, droner og feltmålinger for å forstå og forutsi hva som skjer i elver og innsjøer.

Satelitt ESA
Overvåker naturen fra verdensrommet: Ny tilgang til satelittdata vil føre til at forskerne får bedre kunnskap om norske og europeiske elver. (Foto: European Space Agency, ESA)

Kunnskapen løftes til et nytt nivå når digitaliseringen inntar vassdragene våre. Det sier forskerne som jobber med miljødesign i HydroCen.

Bilder fra verdensrommet kan vise hvordan ei elv forandrer seg over tid, det kan også foto fra droner. Kombiner dette med tradisjonelle målinger i elva, og vi få ny kunnskap om vassdragsmiljøet.

Derfor går forskere, bransjefolk, og folk fra nasjonal og internasjonal miljøforvaltning sammen for å finne ut hvordan de kan forsterke hverandre.

— En slik arena er ideell for å diskutere hva vi har lært, det er rom for å prøve å feile, vi skal teste nye metoder og snappe opp gode ideer fra hverandre. Når vi er sammen om det, går det minst dobbelt så fort fram, sier prosjektleder Atle Harby i FME HydroCen/SINTEF Energi.

DCIM449GOPRO
Høy oppløsning: Dronebilder kan vise elva i svært høy oppløsning. Dette bildet av Nevra i Sør-Trøndelag er satt sammen av flere bilder. (Foto: Anders Foldvik. Norsk institutt for naturforskning,NINA)

Ny tilgang til satellitt-bilder

Internasjonale forskere var også til stede da HydroCen, Cedren og Miljødirektoratet nylig inviterte til seminar om fjernmåling og databehandling. En av dem var Simone Bizzi, fra Italias største tekniske universitet, Politecnico Milano.

Simone Bizzi
Enestående mulighet: Forsker Simone Bizzi fra Politecnico Milano sier muligheten vi nå har til å kombinere satelittbilder med informasjon fra dronebilder er revolusjonerende for hvordan vi kan overvåke elver i framtida. (Foto: Juliet Landrø,NINA)

— Gjennom det europeiske romprogrammets (ESA) Copernicus-prosjekt har vi nå fått tilgang til en mengde informasjon fra satellittbilder som er uten sidestykke. Takket være EU-kommisjonens mandat for overvåkning av jorda er det også gratis for alle, sier Bizzi.

Selv om oppløsningen fortsatt er på 10-20 meter per pixel, sender hver satellitt bilder som er detaljerte nok til å overvåke store og middels store elver.

— Det som er revolusjonerende er at vi dermed får data nærmest daglig fra ulike satellitter, radar eller andre høyoppløselige bilder. Muligheten til å kombinere denne informasjonen for å få ny kunnskap om miljøet og hvordan det endrer seg over tid, er ganske enestående og vil definere våre muligheter til å overvåke økosystemer i framtida, sier han.

Han jobber nå med et prosjekt der de bruker droner til å fly over elver for å ta høyoppløselige bilder, slik at de kan verifisere det de ser på satellittbildene.

Drone elv foto Anders Foldvik.jpg
Høyoppløselige bilder: Dronebilder gir god bildekvalitet, men koster mer å innhente enn satelittbilder. Kombinasjonen av de to kan gi forskerne ny kunnskap og bidra til at elvene blir bedre forvaltet. (Foto: Anders Foldvik, NINA)

— Hvis det fungerer, vil vi lage et rammeverk for et verktøy som kombinerer satellitt- og dronebilder og som forhåpentligvis kan brukes i Europa og kanskje til og med globalt for å overvåke elvene våre nærmest fra dag til dag, sier han.

Elvene i Europa forvaltes blant annet gjennom EUs vanndirektiv som skal sikre en gradvis forbedret økologisk tilstand. Den store forskjellen med å bruke satellittmålinger og droner sammen med tradisjonelle overvåkingsmetoder er at det potensielt kan gi objektive verktøy som kan brukes over hele Europa og målinger med mye høyere presisjon.

Modellene vi bruker vil kunne nyttiggjøre seg et mye bedre datagrunnlag som gir modellene bedre utsagnskraft. Dette er viktig for å velge ut de meste kostnadseffektive tiltakene Vanndirektivet krever, og sikrer bedre bruk og forvaltning av vassdragene på kort og lang sikt.

— Hvis ideene våre fungerer, vil man også kunne overvåke de større elvene månedlig, ukentlig og til og med daglig for å se om man treffer blink med anslagene man har gjort, sier Bizzi.

Da vil man også kunne gjøre nødvendige tiltak i elva på et tidlig tidspunkt hvis det skjer noe som truer miljøet.

«Big data» er en stor utfordring

Det er mange elver vi har lite data på fra før, ofte vet vi ikke hvordan de var før de ble regulerte,. Heldigvis kan forskerne dra nytte av at vi stadig får bedre teknologi, men mer data betyr også nye ting å bryne seg på.

— Utfordringen er å behandle alle dataene vi nå kan samle inn, å forstå hva de betyr, og helst kunne gjøre det automatisk med god treffsikkerhet uten å gjøre feil, sier Harby.

Hans drømmescenario er at man for eksempel skal ha veldig detaljerte satellittbilder eller dronebilder av hele vassdraget, og så kunne hente disse dataene rett inn i beregningsmodeller for vannføring, vurdering av flomfare, simulering av forholdene for fisk og mye mer. Slike modeller vil også kan også vise hvordan forholdene vil endre seg ved nytt klima eller miljøtiltak i elva. I en sånn situasjon vil både myndigheter og kraftprodusenter kunne ta informerte beslutninger for drift og tiltak i våre vassdrag.

— Å få til den prosessen automatisk er utfordrende og veldig tidkrevende i dag. Det hadde vært virkelig flott å få til det.

Gode data=bedre avgjørelser

Hvor mye vann skal det gå i elva? Hva bør vannstanden være i vannmagasinet? Hvordan bør kraftverket operere hvis det er fare for flom? I hvilke perioder må kraftverket ta ekstra hensyn til fiskevandring? Det er mange spørsmål forvaltningen og vannkraftbransjen må ta stilling til, hvordan vet de at de tar de riktige beslutningene?

— Det er viktig at avgjørelsene er kunnskapsbasert. Det er mange meninger som kan forandre seg når vi får de riktige dataene, det har vi god erfaring med, sier Bjørn Otto Dønnum, som er miljøkoordinator i energikonsernet E-CO Energi.

 

Bjørn Otto Dønnum
Bedre avgjørelser: Miljøkoordinator i E-CO, Bjørn Otto Dønnum, sier samarbeidet mellom forskere og bransje er viktig for å finne -og ta i bruk – gode løsninger. (Foto: Juliet Landrø, NINA)

Han mener samarbeid mellom forskere og bransje er avgjørende, og sier at møteplasser som det nylig arrangerte fjernmålingsseminaret er viktige for å komme fram til de gode løsningene.

— Det er helt avgjørende, for her kommer vi med forskjellig syn, og det er mulig å diskutere ting. Dette arbeidet er ulikt de formelle prosessene som følger strenge løp, der får man ikke alltid til den gode dynamikken som man får på disse seminarene her, sier Dønnum.

Han mener at bransjen også må sette seg inn i hva som må gjøres, slik at de også kan stille kritiske spørsmål til forskerne.

— Det blir en frem og tilbake-dynamikk, det er det som er det fine med et senter som HydroCen.

Alle som har brukt dataverktøy vet at det går litt raskere og enklere over tid.

— Så må vi kanskje være litt flinkere til å sette av tid til å lære oss nye ting, og tørre å prøve å feile litt, sier Dønnum, som mener timene han har investert i samarbeid forskningssentrene Cedren og HydroCen er vel anvendt tid.

— Det aller viktigste er at når man forholder seg til et sett data man kan stole på, da er det lettere å innse at det jeg mente ikke var riktig likevel og tørre å ombestemme seg. Det er grunnlaget for all utvikling i samfunnet, men det er fort å glemme, påpeker han. Og det gjelder for alle aktører, enten man jobber i et kraftselskap, interesseorganisasjoner eller forvaltningen.

Håpet er å få til de litt mer brukervennlige verktøyene og få på plass en arbeidsmetodikk som man kan bruke mer generelt i bransjen.

Atle Harby foto Anne Olga Syverhuset
Samarbeid: Prosjektleder Atle Harby i HydroCen tror samarbeid er nøkkelen for å ta i bruk nye metoder.

— Vi skal ikke gjøre noe unødvendig, mange steder kan vi få til vinn-vinn, vi kan få til både bedre miljø og energiproduksjon og det må vi fortsette å jobbe mot, sier prosjektleder Harby.

Etter seminaret konkluderer han med at dette samarbeidet må fortsette, så man har en arena for å diskutere hva man har lært.

— Vi skal prøve nye metoder, finne ut hvordan de virker. Det må vi samarbeide om, på tvers av fag, ståsted og landegrenser.

Metodene og teknologien er der, men man må være innovative for å ta det i bruk. Og det skal vi være i HydroCen.

Kontaktpersoner: Atle Harby og Tor Haakon Bakken

0 comments on “Vil utvikle digitalt superverktøy for å forvalte elver

Legg inn en kommentar

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d bloggere liker dette: