Ä¢¹½Ö±²¥

Leviä on kaikkialla ja kaiken aikaa. Esimerkiksi sinilevää, panssarisiimalevää, kultaruskolevää ja erilaisia viherleviä esiintyy Suomen järvissä aina. Levähavaintojen tekoa sisävesissä on tähän asti rajoittanut tutkimussatelliittien ajallinen, alueellinen ja spektrinen (värien) erottelukyky.

Syksyllä 2023 alkaneessa, Suomen Akatemian rahoittamassa Siimasta satelliittiin -tutkimushankkeessa levien toiminnallisten ryhmien kehitystä pyritään seuraamaan satelliittien avulla. Tutkimusta johtaa akatemiatutkija Pauliina Salmi Jyväskylän yliopistosta.

Järvien ja vesistöjen levätilanteen seuranta on tärkeää, koska esimerkiksi sinilevä on suurina määrinä ihmisille haitallista. Muitakin syitä levätilanteen seurantaan kuitenkin on: levien määrä ja toiminnalliset ryhmät ylläpitävät elämän monimuotoisuutta vesistöissä. 

Tutkimuksessa on käytössä uusia hyperspektrisatelliitteja, joihin kiinnitetyillä kuvantimilla pyritään erottamaan mitä leviä erilaisissa järvissä esiintyy ja millaisia muutoksia levätilanteessa on tapahtunut. 

"Uusissa tutkimussatelliiteissa on aiempaa suurempi värierottelukyky, mikä voi mahdollistaa eri levien erottamisen toisistaan järvissä, joiden taustaväri vaihtelee esimerkiksi humuspitoisuuden vuoksi", Salmi kertoo.

Tulevaisuudessa teknologia voisi mahdollistaa esimerkiksi sinilevätilanteen reaaliaikaisen seurannan kaikissa Suomen vesistöissä. Ennen sitä tutkimushankkeeseen liittyy vielä paljon taustatyötä.

Levien määrä ja koostumus automaattisesti avaruudesta ja järvien mittausasemilta

Jotta myrkyllisiä sinileviä voidaan erottaa satelliittikuvien avulla muista levistä ja järvien taustaväristä, on koulutettava tekoälyä, kerättävä näytteitä ja tehtävä mittauksia järvillä. Mittauksia tehdään järvistä samanaikaisesti, kun satelliitti ottaa järvestä kuvia. 

Tämä mahdollistaa mittausten ja otettujen näytteiden vertaamisen toisiinsa ja tietokoneen kouluttamisen niin, että se oppii erottamaan eri levät ja järven muut heijastukset toisistaan, kertoo Salmi.

Tutkijoille tämä on tänä kesänä tarkoittanut veneessä istumista ja näytteiden keräämistä. Uusissa kaukokartoitussovelluksissa, kuten tässä tutkimuksessa, niin sanotun maatotuusaineiston hankkiminen on erityisen tärkeää, jotta voidaan olla varmoja siitä, että tekoäly koulutetaan tunnistamaan juuri oikeita asioita." 

Tavoitteena on kehittää tekoälymalleja, joiden tekemien ennusteiden vaikuttimet voidaan hallita ja virhelähteitä ymmärtää.

Näytteenottojen lisäksi hankkeessa hyödynnetään jatkuvatoimisten mittausasemien tuottamaa aineistoa ja tehdään yhteistyötä asemia ylläpitävien Lahden kaupungin, Lappeenrannan kaupungin ja Länsi-Uudenmaan vesi ja ympäristö ry (LUVY), Siuntiojoen latvajärvien suojeluyhdistyksen (Lasy) sekä Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) kanssa.

Mittausasemien tuottamaa aineistoa, näytteenottojen tuloksia ja satelliittien ottamia kuvia vertaillaan ja tutkitaan, että saadaanko satelliitit tunnistamaan levien levinneisyyttä automaattisesti avaruudesta saakka. 

Tässä hankkeessa pääpaino on menetelmäkehityksessä ja uusien tutkimussatelliittien käyttöönotossa. Mittausaineistoa kuitenkin kertyy valtava määrä nelivuotisen hankkeen aikana, joten se varmasti paljastaa myös jotain uutta tietoa levien elämästä.