Hon kartlägger från ovan med nya hjälpmedel

Heather Reese är universitetslektor vid institutionen för geovetenskaper sedan april förra året. Hon studerar de svenska fjällen genom fjärranalys, med hjälp av satelliter och drönare. Med metoden kan hon undersöka ett landskap, fenomen eller objekt utan att komma i kontakt med det.
– Jag vill binda ihop drönardata och satellitdata för att titta på bland annat alpin vegetation.

Med hjälp av drönare kan Heather Reese nu på ett enkelt sätt få detaljerade bilder av omgivningen.

Heather Reese visar en bild av ett landskap på sin datorskärm. I själva verket är det en sammanslagning av 400 drönarfoton, som till 80 procent överlappar varandra och ger en översiktsbild. Hon vänder och vrider på landskapet och bilden blir tredimensionell. Vegetation visar sig som flera gröna nyanser och olika formationer framträder. Det går att urskilja dungar, höjder och människor som vandrar på en stig. En inzoomning ger en upplösning på bara sju millimeter. Höjdskillnader, buskar och sprickor i torven, allt är synligt i den detaljerade bilden på datorn.

Området med drönarbilder är cirka 15 000 kvadratmeter stort och ligger på gränsen mellan Sverige och Finland, en timmes bilfärd från Karesuando. Heather Reese var där för fältstudier i höstas tillsammans med forskare och studenter från institutionen för geovetenskaper. De kartlade området, som till stor del består av så kallade palsar. Ordet palsa kommer från samiskan och nordfinskan och betyder upphöjning i myr med en kärna av is.

Palsar är små kullar eller platåformade upphöjningar i myrmarker i Subarktis. De bildas när vatten, som finns i torven, fryser. Ytterligare skikt av torv och is bildas under vintern och palsen höjs allt mer, speciellt när den ständigt frusna marken, permafrosten, når den mineraljord som kan finnas under torven. Inom palsan bildas islinser och marken höjs med flera meter över den omgivande myren.
– Många känner inte till fenomenet. Området, som syns här på bilden, är en intressant plats med många palsar, som är genomträngda av permafrost och täckta med torv, säger hon och pekar på de gröna högarna i landskapet.

Palsar hade större utbredning i norra Sverige fram till 1960-talet. I takt med att klimatet ändrats har många palsar tinat, sjunkit ihop och helt enkelt kollapsat, samtidigt som metan och koldioxid läckt ut i omgivningen. När en palsa kollapsar bildas vattenfyllda gölar på palsens yta eller längs dess kanter.

Heather Reese pekar på en liten göl i det gröna landskapet.
– Den här lilla sjön formades under 2018. Det är en kant på en palsa som har kollapsat. Vi kan alltså använda fjärranalysdata för att studera vegetation och vatten, samt formationer i landskapet som till exempel palsar. När det finns fjärranalysdata som går tillbaka i tiden, till exempel flygbilder från 1960-­talet, kan vi registrera vilka förändringar som skett. Denna pals har krympt mycket i utbredning sedan dess.

På bordet bredvid datorn ligger den drönare Heather Reese använder i forskningen; en DJI Phantom som kostat 18 000 kronor i inköp. Den har, förutom den ursprungliga kameran, en extramonterad specialkamera.
– Specialkameran har en infraröd sensor, som inte bara kan registrera rött, grönt och blått ljus utan även nära-infrarött. Den ger därför mer detaljinformation och kan identifiera olika typer av vegetation på marken.

Drönaren lämpar sig för studier av ett begränsat område och det är möjligt att få mycket detaljerade bilder. Drönaren kan i princip användas när som helst och var som helst. Det är en billig och lättanvänd teknik.

Trots sin litenhet innehåller drönaren liknande element som en satellit, men ger större flexibilitet när forskarna ska samla in data.
– Den andra viktiga skillnaden är att de drönare vi forskare använder flyger mycket lägre, högst 120 meter enligt flygrestriktionerna, annars måste man söka tillstånd. Vi får oerhört detaljerade bilder, men vi kan inte täcka lika stora områden som med en satellit.

Heather Reese som kommer från delstaten New York, tog sin master i fjärranalys och GIS i USA och började forska inom området redan 1990. Under sina snart tre decennier som forskare har hon sett stora förändringar inom forskningsfältet, och kunnat följa hur verktygen utvecklats.
– När jag började kunde jag bara jobba med en liten del av en satellitbild i taget, nu kan jag processa många samtidigt. Datorkraften har ökat enormt.

Hon är intresserad av förändringar. Det kan gälla palsar, det kan gälla fjällens trädgräns, eller växtlighet. Hon vill veta mer om greening, förbuskningen av fjällvärlden, och det som kallas browning, som också sker i fjällvärlden idag.

– En nyligen publicerad norsk studie, gjord med fjärranalys, visar att på flera platser i Norge där snötäcken har minskat har vegetationen fryst och dött.

Ett för henne viktigt forskningsprojekt just nu är kartering av de svenska fjällen med hjälp av satellitdata. Projektet, som får medel från Rymdstyrelsen, går ut på att göra tidsserier av satellitbilder. Europeiska satelliter har tagit bilder varannan dag i norra Sverige sedan 2015.
– Så det går att följa årstiderna. Det var intressant att följa den senaste sommaren som var så varm att snötäcken smälte snabbare än vanligt. När snö och is försvann återkom vegetation på en vecka. Det gick otroligt snabbt!

Under förra århundradet tog utvecklingen av fjärranalys ett jättesprång. Och därifrån är hoppet stort till dagens forskning där satelliter och drönare är vardag.

Hur gammalt är då forskningsfältet fjärranalys?
– Man skulle kunna säga att det började med en man i en luftballong år 1858, som tog bilder över Paris och sedan en man i ett flygplan, säger Heather.

Forskning med hjälp av fjärranalys

När det blev möjligt för människan att flyga uppstod också fjärranalys. Fjärranalys utvecklades framförallt av militären, och användes till exempel under första världskriget för att spionera på fienden och uppskatta dess militära styrka. Men militärteknologi i fjärranalys har sedan ofta gått över i civila tillämpningar inom flera branscher, till exempel geologi, geografi och stadsplanering.

I fjärranalys finns två komponenter. Den ena är en plattform, som kan vara en drönare, ett flygplan eller en satellit. Den andra är en sensor. Det kan vara en optisk sensor (till exempel en kamera), en laserscanner eller en radar. Data, som har geografiska koordinater, går att plocka in i ett geografiskt informationssystem (GIS) för vidare analys.