Co sekundę lasery z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wysyłają na ziemię 242 impulsy światła z narzędzia GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation). Te nieszkodliwe wiązki są wykorzystywane przez naukowców m.in. do pomiaru wysokości drzew i struktury lasu oraz celu oszacowania ilości węgla zmagazynowanego w lasach.

Pomiary te we wsparciu NASA zbadano i okazało się, że otrzymywane z nich dane można wykorzystać do mapowania różnych rodzajów upraw.

Na taki pomysł wpadł David Lobell, ekolog rolny z Uniwersytetu Stanforda. Kiedy zobaczył badania wykorzystujące dane GEDI do oszacowania wysokości drzew, zastanawiał się, jak mógłby wykorzystać te dane do badania rolnictwa. Jego zespół badawczy wpadł na pomysł wykorzystania tych danych do rozróżniania rodzajów roślin uprawianych na farmach.

Problem stanowiło wiarygodnie odwzorowanie rodzajów upraw z kosmosu, ponieważ wiele z nich wygląda tak samo na obrazach optycznych. Dlatego Lobell i jego zespół zaczęli od kukurydzy, której w pełni wyrośnięte łodygi są o około metr wyższe niż w przypadku innych upraw. A ta różnica jest już wykrywalna w profilach GEDI.

W ten sposób zespół ze Stanford połączył dane profilu lidarowego z GEDI z obrazami optycznymi z satelitów Sentinel-2 Europejskiej Agencji Kosmicznej. Udało im się zdalnie mapować kukurydzę w trzech regionach: stanie Iowa w USA, prowincja Jilin w Chinach oraz w Grand Est we Francji.

Algorytm badaczy z Uniwersytetu Stanforda prawidłowo odróżniał kukurydzę od innych upraw z dokładnością powyżej 83 proc. Model wykorzystujący same dane z Sentinel-2 miał ogólną średnią dokładność 64 proc. fot. Obserwatorium Ziemi NASA
Algorytm badaczy z Uniwersytetu Stanforda prawidłowo odróżniał kukurydzę od innych upraw z dokładnością powyżej 83 proc. Model wykorzystujący same dane z Sentinel-2 miał ogólną średnią dokładność 64 proc. fot. Obserwatorium Ziemi NASA

W 2023 roku zespół badawczy ma w planach zmapowanie w ten sposób plonów kukurydzy na całym świecie dla lepszego monitorowania zagrożeń związanych z jej produkcją zwłaszcza w głównych regionach upraw kukurydzy. Takie zobrazowanie potencjalnych plonów miałoby rok do roku przyczyniać się do poprawy bezpieczeństwa żywnościowego.