Monitorování lesa vrtulníkem - Helimonitoring lesa

Tomáš Škrabálek

Používání letecké techniky v lesnictví není ničím novým. Veliký rozvoj v oblasti výpočetní techniky a souvisejících technologií ovšem umožnil vznik metody, která dává do rukou lesníků velmi účinný nástroj pro sledování stavu lesa a letecké technice možnost prosadit se v dalších oblastech lesního hospodářství. Možnosti a výhody monitorování lesních porostů prostřednictvím vrtulníků předkládá tento článek.

Monitorování lesa vrtulníkem
Metoda monitorování lesních porostů vrtulníky vznikla spojením charakteristických vlastností vrtulníků a softwaru vyvinutým přímo pro tuto metodu, která spočívá ve sledování předem stanovených parametrů kvalifikovaným operátorem a jejich ukládání do databáze spolu se souřadnicemi získaných s GPS. V programu je možné ukládat až 7 parametrů, které se budou sledovat. Základní možné nastavení sledovaných parametrů je:
- kůrovcové oko do 10 m3,
- kůrovcové ohnisko nad 10 m3,
- polomy do 10 m3,
- polomy nad 10 m3,
- defoliace korun,
- holožír v korunách,
- jiné.
Všechny tyto parametry lze změnit dle návrhu majitele, správce lesa, což umožňuje monitoring plně přizpůsobit požadavkům lesníka. Důležitou veličinou, která ovlivňuje kvalitu výstupu, je kvalifikace posádky vrtulníku a hlavně její sehranost. U operátora je samozřejmostí lesnické vzdělání a zkušenosti z praxe. Kvalifikace pilota je daná zákonem o letectví.

Používané vrtulníky
V dosavadním provozu byly vyzkoušeny dva vrtulníky americké provenience Robinson R22 a Robinson R44. Vrtulník R22 je lehký dvoumístný vrtulník, jehož posádku tvoří pilot a kvalifikovaný operátor. R44 je čtyřmístný lehký vrtulník, kde je kromě pilota a kvalifikovaného operátora možná přítomnost zástupce odborného personálu monitorovaného území. Používané vrtulníky patří ke strojům s nejnižšími provozními náklady na světě ve své třídě, což umožňuje relativně nízké náklady na 1 ha sledované plochy.

Příprava
Základem přípravy je specifikace parametrů, které budou sledovány. Je třeba přesně vymezit území, které bude monitorováno. Dále je možné do programu nahrát jako podklad porostní mapu sledovaného území, kterou poskytne zadavatel. Lze použít mapy ve vektorovém formátu dgn, shp, dxf, dwg, nebo rastrový podklad tif, jpg transformovaný do daného souřadného systému. Pokud je použit větší vrtulník R44, je nutné i krátké bezpečnostní školení zástupce odborného personálu.   

Monitoring
Vlastní let probíhá v určité výšce (výška je závislá na několika faktorech) nad porostem, operátor spolu s pilotem sledují monitorovaný porost a vyhledávají stanovené parametry. Po jejich přesném nalétnutí zaznamenává operátor aktuální polohu sledovaných parametrů a pomocí softwaru ji ukládá do databáze. Po celou dobu je zaznamenávaná trať letu, což umožňuje následnou kontrolu zadavatelem prací.

Vyhodnocení
Po přistání následuje vyhodnocení monitorování. Zkontroluje se, zda proletěná trasa pokryla dostatečně sledované území. Pokud je vše v pořádku, provede se výstup zaznamenaných dat. Použitý software umožňuje 3 druhy výstupu zaznamenaných dat:
- tisk porostní mapy (pokud byla poskytnuta zadavatelem) s vyznačenými body, které jsou opatřeny popiskou, jednotlivé popisky přesně odpovídají zadaným parametrům dohodnutým v přípravné fázi,
- výstup v digitálních vektorových formátech dgn, shp, dxf, dwg,
- výstup v digitálních rastrových formátech tif, jpg, které lze transformovat do daného souřadného systému.

Výhody vrtulníků
Často kladenou otázkou je: Proč právě vrtulníky? Proč nepoužít levnější letouny? Je několik faktorů, které stavějí „dražší“ vrtulníky před „levnější“ klasické letouny.
- Vrtulník může vzlétat i přistávat z omezených ploch, nepotřebuje pro svůj provoz letiště a tím se minimalizují neproduktivní a finančně náročné přelety. V místech bez letišť je použití klasických letounů prakticky nemožné. S vrtulníkem lze přistát téměř na jakékoli ploše o velikosti cca 100 x 100 m, např. u polesí.
- Velká obratnost a nízká použitelná rychlost vrtulníků je důležitá pro přesné zaměření sledovaných parametrů. Klasické letouny jsou omezeny tzv. pádovou rychlostí (rychlost, při které dojde ke ztrátě vztlaku a následnému pádu letounu, pod pádovou rychlostí není možný ustálený vodorovný let), což znemožňuje přesné zaměření sledovaných objektů.
- Perfektní výhled pro operátora díky absenci pevných křídel a maximálně prosklené kabině.

Provozní testy
Ve zkušebním provozu bylo monitorováno 1000 ha lesů v soukromém vlastnictví – Lesy Urbánek (okraj CHKO Kokořínsko) spravovaném samostatným lesním hospodářem Tomášem Kabelkou. I přesto, že se jedná o pečlivě spravovaný majetek, bylo na sledované ploše nalezeno 5 kůrovcových ohnisek a 2 jednotlivé polomy. Jednalo se převážně o jednotlivé stromy v nepřístupných místech nebo v rozsáhlých porostech, kde zjištění pochůzkou bylo málo pravděpodobné.
Při následné lokalizaci ze země byla ověřena přesnost a potvrzena účinnost metody spolu s její ekonomičností vzhledem k možnému rozšíření hmyzích škůdců a vzniku následné, daleko větší škody.
V rámci objektivity je třeba uvést i negativa této metody. Nejvíce omezující je závislost na počasí, které je v letectví častým limitujícím faktorem. Zejména silný vítr a velmi teplé počasí vrtulníkům této kategorie příliš nesvědčí (při vysokých teplotách má vzduch menší hustotu a rotor vrtulníku nemá takový výkon jako za chladného počasí). Proto se v letních měsících provádí monitorování v ranních hodinách stejně jako při přibližování dřeva vrtulníky z důvodu nižších teplot a slabšího větru. Stejně tak kvalita posádky vrtulníku a její sehranost má vliv na účinnost metody.

Ekonomika
Asi nejsledovanějším parametrem při zavádění nových postupů je cena. V případě leteckých prací, kam tato metoda spadá, je běžné účtovat v letových hodinách. To však není pro lesnickou veřejnost přesně uchopitelná veličina, a proto je přehlednější stanovit náklady zadavatele na monitoring 1 ha lesa. Kalkulace nákladů byla provedena na základě zkušebního provozu a zkušeností provozovatele vrtulníků. Stanovení nákladů na 1 ha odstranilo i možné znevýhodnění jednoho vlastníka před druhým z důvodu různého počasí (např. v silném větru je helimonitoring pomalejší než za bezvětří). Samostatnou částí nákladů, která je účtovaná klasicky, tj. za letovou hodinu, je přelet z místa hangárování vrtulníků na místo monitorování. Pro vrtulník R22 – pilot, kvalifikovaný operátor, byly stanoveny náklady na monitorování na 14 Kč/ha (cena přeletu je 7000 Kč/hod).
U typu R44 – pilot, kvalifikovaný operátor
+ zástupce odborného personálu, byly stanoveny náklady na monitorování 1 ha na 22 Kč (cena přeletu 14 000 Kč/hod). Uvedené ceny jsou bez 19% DPH.

Účinný nástroj monitoringu lesa
V dnešní době je běžné, že lesník spravuje více než 2500 ha lesa, často „roztroušeného“ na daleko větší ploše. Velká rozloha spravovaného majetku spolu s plněním značného množství úkolů např. v těžbě dřeva, jeho odbytu, následném zalesňování apod. neumožňuje lesníkům plně se věnovat sledování stavu lesa ve všech částech spravovaného majetku. Monitorování lesa vrtulníkem jim dává do ruky velmi účinný nástroj ke sledování mnoha parametrů i na těžko přístupných místech, a to v podstatně kratším čase v porovnání s terénní pochůzkou. Lze sledovat parametry přesně podle jejich zadání, a proto je helimonitoring použitelný ke sledování téměř všech porostů.
O uplatnění této metody v praxi rozhodnou nejen ekonomické parametry, ale i ochota majitelů a správců lesa aplikovat nové postupy.

Autor:
Ing. Tomáš Škrabálek
LDF MZLU v Brně
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Foto: autor