Az ELTE TTK Földrajz- és Földtudományi Intézet kutatói újfajta módszert dolgoztak ki a történelmi tájak fotórealisztikus rekonstruálására, amihez régi topográfiai térképeket, mai drónfelvételeket, valamint mesterséges intelligenciát (AI) használnak fel.

A Land folyóiratban megjelent tanulmányban (szerzői: Jakab Gusztáv, Magyari Enikő, Jakab Benedek és Timár Gábor) a technika demonstrálására mintaként az elmúlt 200 évben jelentős átalakuláson átesett magyar Alföld tájait alkották újra, ami Jakab Gusztáv biológus, ökológus és természetfotós, az ELTE TTK FFI Környezet- és Tájföldrajzi Tanszékének egyetemi docense szerint a mai klímakatasztrófa fényében is tanulságos terep.

Folyószabályozási gyorstalpaló

Ahogy a kutatók a tanulmányban írják: „A történelem során a vízszabályozást nagyrészt az uralkodó mezőgazdasági gyakorlatok alakították. Amikor az állattenyésztés dominált, kiterjedt vízgazdálkodásra – különösen árvízszabályozásra – nem volt szükség, mivel a természetes árvizek segítették a legelők öntözését. Azonban a növénytermesztés és az állattenyésztés mellett egy egyedülálló és bonyolult ártéri gazdálkodási rendszer is kialakult, amit fokgazdálkodásnak neveztek. Ez a rendszer a lápok, gátak, víztározók és árkok összekapcsolt hálózatának fenntartásán alapult, ami különböző mezőgazdasági tevékenységeket támogatott.”

Ez a típusú gazdálkodás a 16. századtól hanyatlásnak indult, ami az ártéri gazdálkodás visszaszorulásához vezetett a Tisza középső szakaszának nagy részén. A kora újkorban elterjedő vízimalmok duzzasztása nyomán megnövekedett belvíz tovább alakította a tájat: a korábbi sekély tavak lápokká alakultak. Aztán jött a 19. század eleje, amikor „a gazdasági fejlődés felgyorsulásával a rendszeresen vagy időszakosan elárasztott 35-40 ezer négyzetkilométernyi alföldi terület lecsapolása és termőterületté alakítása kritikus politikai kérdéssé vált a Habsburg Birodalmon belül részleges autonómiával rendelkező Magyarországon.”

A folyószabályozásnak három fő célja volt:

• ármentesítés a Tisza és mellékfolyóinak kanyargós medrének kiegyenesítésével,
• a Tisza mentén fekvő, kb. 20 ezer négyzetkilométernyi árterület lecsapolása és termőterületté alakítása töltések építésével,
• valamint a hajózhatóság javítása a mezőgazdasági termékek szállításának megkönnyítése érdekében.

A 20. századra az árterület nagy részét mezőgazdasági művelés alá is vonták, amit a több mint 2900 kilométer hosszú töltés építése és a folyómeder mesterséges kiegyengetése segített elő. A Tisza a szabályozás előtti 1211 kilométeres hosszúságáról 758 kilométeresre rövidült, míg a Körös és mellékfolyóinak hossza 1041 kilométerről 462 kilométerre csökkent. Mindez azonban drámai változásokat idézett elő a régió vízháztartásában: az árvizek – néhány ritka, szélsőséges esetet leszámítva – már nem érték el a korábbi ártereket, az eredeti medrek helyén pedig öntöző- és vízelvezető csatornák épültek.

Az ökológiai hatások súlyosnak bizonyultak. Az egykor az Alföld jelentős részét borító erdők szinte teljesen eltűntek, az erdősültség aránya 37 százalékról mindössze 1 százalékra csökkent. Hasonló sorsra jutottak a vizes élőhelyek és az ártéri rétek is: ezek a területek korábban az Alföld 44 százalékát fedték le, ám 1960-ra már csupán 3-6 százalék maradt belőlük.

Csak négy szoftver, és elénk tárul a történelmi Alföld

A kutatók ezeknek a változásoknak a figyelembe vételével alkották meg az alábbi vizualizációkat – a promptok megfogalmazásához ChatGPT-t, a képek generálásához Adobe Firefly-t, a feljavításukhoz Krea AI-t, a végső utómunkához pedig Adobe Lightroom CC-t használtak.

Az alábbi kép létrehozásához például az Öcsöd közelében, drónnal készített fényképet feltöltötték a ChatGPT-be, és generáltattak vele egy promptot, hogy aztán Firefly-jal rekonstruálják a szabályozatlan Hármas-Körös folyó árterét a 18. századi tavaszi árvizek idején.

A Firefly generatív kitöltés funkciójával egyszerűen meg lehet változtatni bizonyos területek jellegét. Az alábbi képen például Királyhegyes legelőjének középkori állapota látható – a mai szántóföldeket sztyeppre cserélték, és a kiszáradt folyómedret vízzel töltötték fel a korabeli dokumentumokban leírtaknak megfelelően.

A technika arra is jó, hogy egy kisebb tájrészletet kibővítsenek, így egyetlen referenciaképből egy teljes tájat lehet létrehozni. Itt például egy hortobágyi Heck-marhát őstulokká alakítottak, és nagyobb környezetbe helyezték.

A Büsér folyó középkori képét is generatív kitöltéssel alkották meg egy 2024-ben készült drónfelvétel alapján: a füves területeket lápokkal, a kiszáradt medret élő folyóval helyettesítették, és eltávolították róla a modern csatornákat és utakat, majd egy juhnyájat is elhelyeztek a képen.

De nemcsak drónfotók, hanem történelmi térképek vagy háromdimenziós terepmodellek alapján is lehet AI-vizualizációkat készíteni. A tanulmány a Magyarországon 1782 és 1785 között készült Első Katonai Felmérés vízrajzi és vegetációs térképeit emeli ki mint értékes forrást, ezekből ugyanis nagyfokú pontossággal tudja ábrázolni a múltbeli tájakat a mesterséges intelligencia. Az ilyen forrásokkal azonban óvatosan kell bánni: célszerű a térképeket elforgatni a jobb perspektíva érdekében, továbbá a különböző feliratokat és rácsokat is el kell távolítani előzetesen, mivel az AI tévesen a táj részeként értelmezheti ezeket a jelöléseket.

Alább a farmosi Nagy-nádas mocsár AI-generált képe látható a vízszabályozás előtti időkből, amihez referenciaként az Első Katonai Felmérés térképe szolgált.

Jakab Gusztáv a Facebook-oldalán azt írja: „A vizualizációk kiválóan használhatók ismeretterjesztő és tudományos célra, pl. grafikus absztraktok készítéséhez. A módszer érdekes lehet az őskörnyezeti, környezetrégészeti, tájtörténeti és ökológiai területen dolgozó kutatóknak. A módszert már tanítom is az ELTE hallgatóinak.”

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

Az ELTE kutatói a folyószabályozások előtti állapotok visszaállításával fékeznék meg az Alföld elsivatagosodását

Vajna Tamás tudomány 2024. február 16.

Timár Gábor, Jakab Gusztáv és Székely Balázs koncepciója szerint a természetes vízjárás és vízborítás részleges visszaállításával a nyári csapadékhiány égető problémája is megoldódna.

Drámai drónfelvételeken érhető tetten, miként szárítja ki az aszály a Körös hullámtér holtágait

Tóth András tudomány június 19.

Jakab Gusztáv egyetemi docens és természetfotós csütörtöki drónfelvételein egy Gyomaendrődhöz közeli, hullámtéri holtág kiszáradása látható. A HungaroMet szerint az ország nagy részén már nagyfokú mezőgazdasági aszály áll fenn, és a helyzet a következő napokban csak súlyosbodhat.

Magyar fotósok drámai képein az aszály által okozott pusztulás

Qubit.hu tudomány 2022. július 30.

Így sivatagosodik el az Alföld: Jakab Gusztáv egy Békés megyei záportározó, Vass Károly a mórahalmi Nagyszéksós-tó kiszáradását dokumentálta.