Historiske flyfoto prosessert i 3D gir ny innsikt

Nylig foretok en dansk-norsk forskergruppe re-prosessering av tusenvis av flyfoto av Grønlands kystlinje til en 3D modell. Med den kunne de fastslå nøyaktig grenser for innlandsisen på 1970- og 80-tallet, og for eksempel måle endringer i bremassen. Dataene er fritt tilgjengelig for alle.

3D visualisering i forskning: En 3D-representasjon av Daugaard Jensen breens høydeendringer fra 1987 til 2014. Bildet er fra 1987 ortofoto og høyde endrer farge. Skalaen går fra 1 til 0,5 meter per år . Data og forskjeller er beskrevet i Scientific Data (Korsgaard, Nuth et. al. 2016)

3D visualisering i forskning: En 3D gjengivelse av Daugaard Jensen breens høydeendringer fra 1987 til 2014. Bildet er fra 1987 og viser endringer i høyde i en fargekode på en skala fra 1 til 0,5 meter per år. Data og forskjeller er beskrevet i Scientific Data (Korsgaard, Nuth et. al. 2016)

Grønland er dekket av en stor innlandsis, vi regner med at omlag 85 % av øya er under is. I tillegg er det en stor mengde is lagret i mindre breer og iskapper som omgir det store isdekket. Det er anslått at Grønlandsisen inneholder opp til 10% av ferskvannet i verden.

Isdekket er ca 250 000 år gammelt, med tiltagende smeltingen de siste 10-15 årene. Forskerne er interessert i å kvantifisere bresmeltingen, men også å forstå tilbakekoblingsmekanismen mellom breendring, dynamikk i ismassene, havstrømmer og påvirkning fra atmosfæren.

En skatt av 3 500 eldre fly foto

I arkivet for flyfoto fra Danmark`s Styrelsen for Dataforsyning og Effektivisering, SDFE, fikk de danske forskerne i teamet tilgang til 3 500 eldre flyfoto tatt fra forskjellige steder rundt Grønland.

Gieseke breen på Nord-Vest Grønland. Et flyfoto av breen tatt i 1985. Foto: Anders Anker Bjørk, Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet.

Flyfotografering ble ofte brukt før man fikk tilgang på satellittobservasjoner for overvåkning av øya, som ligger mellom Arktis og Atlanterhavet. Grønland er på hele 2,130,800 km2, og er verdens største øy.

Forskerne ønsket å bruke de historiske flyfotoene til å kvantifisere nedgangen av bremassen i innlandsisen for de siste årene.

Men først måtte forskerne konvertere bildene til digitalisert form, og deretter måtte de digitaliserte dataene bli behandlet samlet inn i 3D modeller. Forskerne brukte Digital Elevation Models (DEM) som gir et 3D-bilde av terrengoverflaten.

En av forskerne som har jobbet på datasettet Christopher Nuth, postdoktor ved Institutt for geofag, UiO, forklarer;

- DEM modeller er viktig for å studere og modellere breendringer, og de gir referansedata for annen forskning på kryosfæren samt måling av landskapet på jordoverflaten, slik som fjernmåling.

I tillegg til de digitale terrengmodellene genererte forskerteamet også høyoppløselige (2m) ortofotografiske gjengivelser av fotomaterialet. En ortografi er et flyfoto som er geometrisk korrigert slik at det er standardisert og justert til en fast avstand til jorden og korrigert for eventuelle ulikheter i vinkelen fotoet opprinnelig ble tatt i.

Unik innsikt i en minkende isbre

- Dette bestemte datasettet og terrengmodellene er unike fordi de utvider vår forståelse av geometrien til innlandsisen over hele Grønlandskysten med en tidsmessig øyeblikksbilde som nå er 30 år gammelt. Dette er lenge nok til å fungere som en målestokk for klimastudier, sier Nuth.

Re-prosessering av dataene ble ledet av en forskergruppe ved Center for GeoGenetik, Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet.

En hovedartikkel fra forskningsprosjektet ble publisert i fjor, desember 2015 i det vitenskapelige tidsskriftet Nature. Artikkelen fikk mye oppmerksomhet i internasjonal presse etter publisering.

Kangiata Nunata Sermia, Sør-Vest Grønland. Et av de originale flyfotoene som er tatt. Foto: Hans Henrik Tholstrup, Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet.

Datasett tilgjengelig for alle

Forskerteamet har nå lagt datasettet åpent tilgjengelig for interesserte forskere og andre som er interessert i Arktis. Dataene er fritt tilgjengelig for nedlasting fra NOAA's National Centers for Environmental Information, som er en amerikansk organisasjon som er vert for og som gir tilgang til de mest betydningsfulle dataarkivene i verden for oseanisk, atmosfærisk, og geofysiske data.

- Materialet er åpent for forskere og andre som er interessert; Kunnskap om hvordan dette enorme isdekket responderer på et varmere klima er ikke fullt ut forstått, sier Nuth, og han og de andre håper at forskere i klimaendringer, kryosfæren og havforskning viser interesse for den nye datasettet.

I tillegg til datasettet inneholder er det også tilgjengelig en høyoppløselig 3D-modell av kysten av Grønland og innlandsisen fra slutten av 70- og 80-tallet.

Selve datasettet og funn og analyser av beskrevet i en artikkel publisert i tidsskriftet Nature Scientific Data (april 2016), se referanse nedenfor.

Referanse:

Korsgaard, NJ., Nuth, C., Khan, SA., Kjeldsen, KK., Bjørk, AA, Schomacker, A. & KH. Kjær. 2016. Digital elevation model and orthophotographs of Greenland based on aerial photographs from 1978–1987. Scientific Data 3, Article number: 160032 (2016). doi:10.1038/sdata.2016.32

Se også

Nature; Scientific Data

NOAA's National Centers for Environmental Information (NCEI)

 

Av Gunn Kristin Tjoflot
Publisert 13. juni 2016 09:30 - Sist endret 25. okt. 2019 12:31