Samstarf lykillinn að árangri á sviði fjarkönnunar

Það vakti athygli á dögunum, þegar nýr listi ShanghaiRankings yfir bestu háskóla heims var birtur, að Háskóli Íslands er í tíunda sæti yfir bestu háskólana á sviði fjarkönnunar. Nánari greining leiðir í ljós að skólinn er bestur í heiminum þegar kemur að áhrifamætti rannsókna á þessu sviði. Rektor Háskóla Íslands, sem sjálfur er í hópi virtustu vísindamanna innan fræðasviðs fjarkönnunar, segir þverfræðilegt og alþjóðlegt samstarf afar mikilvægan grundvöll framfara á þessu sviði.

Fjarkönnun felst m.a. í því að taka stafrænar myndir úr flugvélum og gervitunglum og vinna úr þeim hvers kyns upplýsingar um yfirborð jarðarinnar. Fjarkönnunarrannsóknir ganga jafnframt út á að þróa aðferðir til að draga fram upplýsingar úr fjarkönnunarmyndum ásamt því að safna og vinna úr fjarkönnunargögnum.

Vísindamenn og nemendur við Rafmagns- og tölvuverkfræðideild Háskóla Íslands hafa undanfarin ár lagt mikla áherslu á rannsóknir tengdar fjarkönnun og að þróa nýjar aðferðir við úrvinnslu fjarkönnunarmynda. Til marks um það hefur á annan tug doktorsnema lokið námi frá þessari litlu deild innan háskólans á undanförnum árum en margir þeirra hafa komið til Íslands sérstaklega til þess að vinna með öflugum hópi vísindamanna á þessu sviði.

Jón Atli Benediktsson, rektor Háskóla Íslands og prófessor í rafmagns- og tölvuverkfræði, segir það mikið afrek að komast á Shanghai-listann yfir bestu háskóla heims og bendir á að í fyrsta sinn hafi ShanghaiRanking birt lista þar sem farið er yfir styrk háskóla í einstökum fræðigreinum. „Ég hef kafað aðeins ofan í þetta vegna þess að þetta er mjög áhugavert og mitt svið. Háskóli Íslands hefur verið gríðarlega sterkur á þessu sviði, bæði innan verkfræðinnar og raunvísindanna,“ benti Jón Atli á í Samfélaginu á Rás 1 á dögunum en þangað var honum boðið til að ræða góðan árangur Háskólans á sviði fjarkönnunar. 

Ástæða þess að Háskóli Íslands væri svo ofarlega á lista á þessu sviði væri árangur skólans á sviði tilvitnana. Um 20-25 tímarit birti rannsóknir á sviði fjarkönnunar, þar á meðal eftir vísindamenn og samstarfsmenn Háskóla Íslands. „Og það sem kemur í ljós, sem er enn þá athyglisverðara þegar ég skoða þetta, að við erum í fyrsta sæti yfir áhrifamátt rannsókna í fjarkönnun. Ef við skoðum stærðina þá erum við ekki stærst, ekki mest umfang birtinga frá Háskóla Íslands í fjarkönnun, en ef við skoðum hversu mikið er vitnað í greinarnar þá erum við númer eitt,“ útskýrði rektor.

Margverðlaunaður fyrir rannsóknir tengdar fjarkönnun

Sjálfur á Jón Atli drjúgan þátt í góðum árangri Háskóla Íslands á sviði fjarkönnunar en hann hefur verið í hópi fremstu vísindamanna heims á þessu sviði og fengið fjölmargar viðurkenningar fyrir vísindastörf sín. Hann er Fellow hjá IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)  og SPIE (International Society for Photonics and Optics), tveimur stórum alþjóðlegum félögum fagfólks í verkfræði og raunvísindum. Þá hefur hann hlotið Stevan J. Kristof Award (1990), Hvatningarverðlaun Rannsóknaráðs Íslands (1997), IEEE Millennium Medal (2000), var valinn rafmagnsverkfræðingur ársins á Íslandi (2013) auk margra viðurkenninga fyrir birtar vísindagreinar. Þá tók hann í fyrra við viðurkenningu rafmagns- og tölvuverkfræðideildar Purdue-háskóla í Indiana í Bandaríkjunum sem veitt eru framúrskarandi fyrrverandi nemendum við deildina.

Jón Atli segir að þótt tilvitnanir í rannsóknir vísindamanna Háskólans í tímaritum á sviði fjarkönnunar tengist flestar verkfræði breyti það því ekki að Háskólinn státi af frábærum fjarkönnunarrannsóknum í jarðvísindum og líf- og umhverfisvísindum. Þær séu oft birtar í fagtímaritum, t.d. í jarðfræði og landfræði. „Ég get bara nefnt sem dæmi að Freysteinn Sigmundsson, jarðeðlisfræðingur og einn þekktasti vísindamaður Háskólans, hefur notað fjarkönnun mjög lengi við mat á jarðskorpuhreyfingum í eldfjallarannsóknum og hann hefur líka birt í þessum verkfræðitímaritum en þó aðallega jarðvísindamegin,“ sagði Jón Atli í Samfélaginu.

Koma á fót þverfræðilegu fjarkönnunarsetri

Fjarkönnun er Íslendingum mikilvæg og hefur fjarkönnunartækni verið notuð hérlendis, t.d. við kortlagningu og eftirlit með gróðri og gróðurbreytingum, landnotkun og jöklabreytingum. Fjarkönnunarmyndir hafa einnig verið notaðar til að meta hita- og landhæðarbreytingar jarðhitasvæða og virkra eldfjalla auk eftirlits með hafís og hitastigi sjávar. Jón Atli benti á að Háskólinn væri gríðarsterkur á þessu sviði og að nú væri verið að koma á fót fjarkönnunarsetri við skólann í tengslum við öndvegisstyrki sem vísindamenn skólans fengu frá Rannsóknasjóði Íslands.  „Þar erum við t.d. að safna gögnum fyrir Heklu annars vegar og Öræfajökul hins vegar og það er einn styrkur Íslands að við erum með spennandi land, þessa tilraunastöð,“ sagði Jón Atli enn fremur.

Fjarkönnunartæknin breytist ört og sífellt koma fram nýjar gerðir fjarkönnunarskynjara sem gera mönnum kleift að safna saman æ meiri gögnum. Sumir skynjaranna safni sýnilegu ljósi eins og sjá megi á venjulegum loftmyndum, aðrir nær innrauðu ljósi og enn aðrir með örbylgju sem gefi kost á að horfa í gegnum ský. Gögnin verði um leið flóknari og upplausn fjarkönnunarmynda meiri. „Nú er verið að nota fjarkönnun, ekki bara á hálendinu til þess að skoða umhverfisbreytingar og þess háttar á fjarlægum stöðum, sem skiptir verulegu máli, t.d. fyrir okkur þegar við erum að skoða breytingar á jöklum. Nú er verið að nota fjarkönnun líka í borgarskipulagi,“ sagði Jón Atli. Hann benti á að Wuhan-háskóli í Kína, sem er efstur á Shanghai-listanum í fjarkönnun, hafi t.d. notað tæknina mikið í þeim tilgangi.

Fjarkönnun nýtist við greiningu á samfélagsmiðlum

Jón Atli sagði enn fremur í viðtalinu á Rás 1 að innan Háskóla Íslands hefðu hann og fleiri vísindamenn í verkfræði verið að þróa algóritma til að lesa úr því mikla gagnamagni sem afla megi með fjarkönnun og þeir hafi verið notaðir á alþjóðlegum vettvangi. „Þú ert kannski að taka eina fjarkönnunarmynd sem tekin á mörgum tíðnisviðum og þú ert kannski með eitt gígabæt af gögnum sem þú ert að vinna úr sem notandi. En þú vilt bara fá að vita: Hvað er í þessu fyrir mig? Hvar er vatnið? Hvar eru vegirnir? Er einhver breyting?“ 

Fjarkönnun hafi einnig verið nýtt eftir samfélagsleg áföll og þá sé jafnvel hægt er nýta tæknina við greiningu á umræðu á samfélagsmiðlum. „Við höfum líka verið að skoða það til að mynda ef fólk fer að tísta um hvað er að gerast, að nota allar þessar upplýsingar. […] Þetta er mjög spennandi svið,“ sagði Jón Atli og bætti við: „Fullkomnari kerfi og meiri og meiri gögn þýða að það er meira af upplýsingum sem skipta ekki máli. Þú þarft að finna þær upplýsingar sem skipta máli og þess vegna þarftu flóknari og betri algrím eða algóritma.“ 

Fjarkönnun er þverfræðilegt viðfangsefni

Jón Atli benti jafnframt á mikilvægi þverfræðilegrar samvinnu á þessu sviði þar sem saman kæmu jarðvísindafólk, landfræðingar, fólk úr líffræði og umhverfisfræði, verkfræðingar og eðlisfræðingar, svo dæmi sé tekið. Samstarfið næði ekki aðeins til mismunandi greina heldur væri einnig á alþjóðlegum vettvangi. Alþjóðlegt samstarf skipti gríðarlegu máli og Háskóli Íslands væri að vinna með fremstu rannsakendum í heimi á þessu sviði og það skipti skólann máli. Þá benti hann á að skólarnir í í öðru og fjórða sæti í fjarkönnun á lista ShanghaiRanking, University of Maryland – College Park og California Institute of Technology í Bandaríkjunum, ynnu mikið með Geimferðastofnun Bandaríkjanna (NASA). „Svo að samstarfið skiptir verulegu máli.“ 

Rektor vakti einnig athygli á því að sá skóli sem er í þriðja sæti á lista yfir bestu skóla heims á sviði fjarkönnunar væri Beijing Normlal University. Fulltrúar hans hefðu nýverið heimsótt Háskóla Íslands og leitað eftir samstarfi. „Þegar fólk sér þennan glæsilega árangur og röðun þá vill fólk enn þá frekar vinna með okkur.“

Samstarf vísindamanna innan ólíkra fræðasviða skilar sér ekki aðeins í öflugum rannsóknum, sem birtar eru í virtum tímaritum, heldur einnig nýsköpun sem verið hefur leiðarstef í störfum Jóns Atla. Jón Atli og Einar Stefánsson, prófessor í augnlækningum við Læknadeild Háskóla Íslands, hófu til að mynda samstarf eftir að þeir komust að því hversu fjarkönnunarmyndum svipar til mynda af augnbotnum manna. Eitt afsprengi samvinnu þeirra tveggja, nemenda þeirra og nokkurra annarra er fyrirtækið Oxymap ehf. Með tilurð Oxymap varð sérþekking Jóns Atla á fjarkönnun partur af mikilvægri þróun á lækningatæki sem Oxymap ehf. hefur selt um víða veröld til súrefnismælinga í augnbotnum án inngrips.

Jón Atli var einnig inntur eftir því í viðtalinu í Samfélaginu hvert gildi þess væri fyrir Háskóla Íslands að komast á lista ShanghaiRanking yfir bestu háskóla heims. „Til að mynda erum við með samninga við yfir 400 erlenda háskóla og samninga við flesta af bestu háskólum heims. Þetta eykur hróður Háskólans og þess vegna möguleika nemenda til þess að fara í skiptinám. Háskólinn verður meira á kortinu og prófgráða frá Háskóla Íslands er meira virði en áður í alþjóðlegu samhengi vegna þess að skólinn raðast á þessa lista.“ 

Viðtalið við Jón Atla Benediktsson, rektor Háskóla Íslands, í Samfélaginu má nálgast á vef RÚV, en viðtalið hefst á 22. mínútu.