Forest Research agentury Defra získává okamžitá data pro studie klimatických změn

Forest Research je výzkumná agentura organizace Forestry Commission a součást britského ministerstva pro životní prostředí, výživu a venkov (Defra). Je hlavní organizací Velké Británie pro výzkum a vědeckou práci v lesnictví a podporu jeho udržitelnosti.

Jeho vizí je být světovým lídrem v aplikované lesní vědě a důvěryhodným, uznávaným poskytovatelem expertízy, dat, produktů a služeb pro vládu v oblasti stromů, dřeva, lesů a přírodních zdrojů - a napomáhat tak naplňování strategie ministerstva životního prostředí “A Green Future: Our 25 Year Plan to Improve the Environment”. Byli jsme rádi, že nás prostřednictvím našeho partnera Vodafone UK oslovili s projektem na monitoring vlivu klimatických změn na růst stromů napříč Velkou Británií.

Výzva

Forest Research provádí měření klimatu v přibližně 50 lesích po celé Velké Británii a hledá odpovědi na otázky o klimatu a jeho vlivu na růst stromů:

• Jak rychle stromy rostou v daném období?
• Které faktory nejvíce ovlivňují růst stromů?
• Jaký dopad mají letní vlny veder na růst stromů?
• Existují rozdíly v růstu stromů mezi mikroklimaty v rámci jedné oblasti?
• Které stromy rostou nejvíce?
• Jak se liší rychlost růstu mezi regiony?

Dosud bylo měření a vyhodnocování komplikováno manuálním sběrem dat a omezeným počtem meteostanic, které vyžadují trvalé napájení ze sítě. Problémy s původním přístupem byly zřejmé:

• Manuální sběr dat na úložné médium v místě měření je nákladný a data jsou k dispozici až po několika dnech
• Měření probíhalo pouze na několika místech s přístupem k elektřině
• Neexistovala žádná data o růstu kmenů stromů

Věděli jsme, že výzvou bude spolehlivě měřit a přenášet teplotu a relativní vlhkost vzduchu, vlhkost půdy a růst kmene stromu ze zařízení napájeného z baterie po dobu několika měsíců.

Řešení

Náš CHESTER IoT Hub s konektivitou NB-IoT splňuje požadavky projektu. K internímu teplotnímu senzoru, accelerometru a GPS modulu jsme přidali externí senzor teploty a vlhkosti, náš vlastní kapacitní senzor vlhkosti půdy a dendrometr od české společnosti EMS Brno. Zařízení umožňuje Forest Research monitorovat:

• venkovní teplotu vzduchu
• venkovní relativní vlhkost
• GPS pozici
• otřesy a náklon stromu
• šířku kmene stromu
• vlhkost půdy

Klíčovou součástí řešení je komunikace přes NB-IoT síť Vodafone. Díky nízkoenergetickému designu CHESTER a technologii NB-IoT mohou být zařízení napájena z baterie a umístěna na stromech ve všech zájmových lokalitách, aby spolehlivě sbírala data online. Naměřené hodnoty se odesílají do HARDWARIO Cloudu, dále do vizualizačního nástroje Grafana a do rukou výzkumníků, kteří je využívají k hledání odpovědí na své otázky. Výstupy jsou výzkumníkům k dispozici v Grafaně a přes REST API a data se navíc pravidelně získávají prostřednictvím CSV exportů.

Jako vedlejší přínos umožnil projekt společnosti Vodafone UK otestovat pokrytí signálem NB-IoT - informaci, kterou mohou využít při zvažování dalšího rozšiřování sítě.

Výsledky

Díky této spolupráci s Vodafone UK a HARDWARIO získávají Defra a Forest Research nyní online data o klimatických podmínkách v lesích. To jim umožňuje studovat, jak měnící se klimatické podmínky ovlivňují růst stromů v čase, a rozdíly mezi mikroklimaty, regiony a druhy stromů. Nasazená zařízení CHESTER budou odesílat požadovaná data po měsíce a roky bez přístupu k elektrické zásuvce.

“Neustále hledáme způsoby, jak pomocí inovativních technologií zlepšit sběr dat. V tomto projektu jsme se zaměřili na monitoring lesů, ale použité technologie hodláme využít téměř na cokoli v životním prostředí. Tento inovativní projekt má potenciál změnit a výrazně zefektivnit způsob, jakým jsme schopni shromažďovat a analyzovat data, protože výrazně snižuje množství osobních návštěv měřicích míst, zejména těch odlehlých. Díky projektu také shromáždíme více údajů, to je rozhodující proto, abychom dokázali vyhodnotit vliv jednotlivých stromů na klimatické změny. Pokud bude testovací období úspěšné, doufáme, že se rozšíří do dalších oblastí monitorování životního prostředí a bude znamenat skokovou změnu v množství dat, které jsme schopni shromáždit a analyzovat.”

Dr Matthew Wilkinson, Forest Research

“Stromy jsou jedinečným přírodním zdrojem, který hraje zásadní roli v boji proti biologické rozmanitosti a klimatickým krizím, kterým čelíme. Toto vzrušující partnerství využívá nově vznikající technologie IoT ke zlepšení našeho chápání dopadů změn životního prostředí na lesy našeho národa, což nám pomůže při tvorbě našich politik. Nová technologie poskytuje kvalitnější data a co je důležité, umožňuje nám monitorovat místa, kam se současné technologie nedostanou.”

Malcolm McKee, Chief Technology Officer, Defra

“Díky partnerství s HARDWARIO jsme mohli nasadit vysoce kvalitní zařízení IoT, která hrála klíčovou roli v tomto úspěšném projektu. Využili jsme jejich odborných znalostí v oblasti nízkoenergetické elektroniky a technologie NB-IoT a osobní technické podpory. Těším se na další spolupráci s HARDWARIO v budoucnu.”

Stephen Di Laudo, Client Director - Central Government, Vodafone