Aplikace DPZ v územním plánování Data z evropské služby GMES Land

Transkript

1 Aplikace DPZ v územním plánování Data z evropské služby GMES Land Tomáš Soukup GISAT Aplikace dálkového průzkumu Země v územním plánování a krizovém řízení 26. září 2012 Přírodovědecká fakulta UK v Praze, Praha

2 Obsah GISAT Územní plánování a DPZ: land cover / land use Evropské služby v rámci GMES: CLC, HRL Soil Sealing, UrbanAtlas Představení dat Urban Atlas Výhody, aplikace Data - zdroje Data exploration tool - prototyp webové platformy 1

3 GISAT - základní fakta Soukromá SME společnost Služby v oblasti využití dálkového průzkumu Země od 1991 Aktivní v ČR (např. SZIF, CENIA, MO) i v zahraničí (např. EEA, ESA, ESTAT, DGENV, WB) Technologická i tématická podpora uživatelů Technologie - image processing, GIS: analýza obrazu, extrakce prostorových informací webové služby a aplikace (komerční i Open Source řešení) Tématické oblasti (hlavní): životní prostředí, zemědělství, rozvoj zástavby Specifická odbornost: land cover / land use monitoring Aktivní v rozvoji GMES služeb 2

4 GISAT - Web Více informací na 3

5 Hlavní úkoly územního plánování vytvářet v území podmínky pro udržitelný rozvoj, tj. komplexní řešení problémů životního prostředí, sociálních a hospodářských problémů ve vzájemných souvislostech vymezovat veřejný zájem na využití území posazovat racionální uspořádání území a pro hospodárné vymezování stavebních pozemků podporovat územní prevence katastrof prosazovat ochranu nezastavitelného území a nezastavitelných pozemků v zastavěném území zajišťovat ochranu přírodních stanovišť a stanovišť druhů.. Informace o území Prostorová data o území DPZ monitoring DPZ = efektivní zdroj aktuálních informací o území 4

6 Územní plánování a LC / LU Krajinný pokryv (land cover) a využívání půdy (land use) společně podávají o daném území doplňující se informace jak o potenciálu krajiny, tak i o naplnění tohoto potenciálu tj. informace, které jsou nezbytné pro budoucí rozhodování Znalost stavu a změn krajinného pokryvu, struktury využívání půdy a dlouhodobých trendů těchto změn, pochopení jejich příčin a důsledků, to jsou základní podmínky pro kvalifikované plánování v území ve smyslu udržitelného rozvoje Landscape Mosaic, painting by Jerry Points Jerry Points 5

7 Envisat MERIS ESA DPZ EO pro data územní - current portfolio plánování Medium and Low resolution EO data: ~ 100m - 1km

8 Terra ASTER NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS DPZ EO pro data územní - current portfolio plánování High resolution EO data: ~ 5-80m

9 Ikonos GeoEye DPZ EO data pro - current územní portfolio plánování Very high resolution EO data: ~ 0.5-5m

10 RADARSAT-2 TerraSAR-X Astrium MDA DPZ pro územní plánování EO data - current portfolio Radar multi-scale EO data: ~ 1-100m

11 Kontext - GMES Co je GMES a evropské GMES služby? GMES = globální monitoring životního prostředí a bezpečnosti společná evropská iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) a Evropské komise (EK) vedle evropského navigačního systému Galileo, druhý základní pilíř vesmírné politiky Evropského společenství. spolu s iniciativami INSPIRE a SEIS (Shared Environmental Information System), rámec všech evropských aktivit na podporu využívání prostorových dat. Hlavní cíle: harmonizace mezi roztříštěnými národními standardy v oblasti monitoringu životního prostředí a bezpečnosti v rámci celé Evropské unie (EU) vytvoření evropských kapacit a podpora využívaní dat DPZ pro rozhodování na evropské, národní, regionální i lokální úrovni poskytování spolehlivých a aktuálních služeb (na dlouhodobé a udržitelné bázi) pro potřeby tvůrců veřejných politik v oblastech životního prostředí, regionálního rozvoje, plánování, bezpečnosti 10

12 Kontext - GMES Globální životní prostředí je pod tlakem Voda - 20% všech povrchových vod vážně ohroženo znečištěním Půdní eroze - postiženo celkově 17% rozlohy evropského území Biodiverzita druhů je v Evropě kriticky ohroženo Zemědělství - intensifikace, biopaliva, tlaky na strukturu území, snižování biodiverzity, vodní bilance/sucho Plochy osídlení a komunikační síť narůstají a to vede k zvyšování nepropustnosti ploch a fragmentaci krajiny 11

13 Kontext - GMES služby V jakých oblastech GMES nabízí služby? Jaké jsou GMES Land služby? globální monitoring kontinentální monitoring CORINE Land Cover, vrstvy HRL lokální monitoring Urban Atlas V jakém stavu je implementace GMES Land služeb? Implementace lokální služby je již v operačním režimu v rámci GIO (GMES Initial Operation): Urban Atlas data 2006,

14 Kontext - GMES Land služby Globální komponenta GlobCover, GlobCorine, ECVs využívá data DPZ s ~300m rozlišení Kontinentální komponenta CORINE Land Cover + koncept doplňkových vrstev s vysokým rozlišením (HRLs) např. Soil Sealing / Imperviousness využívá data DPZ s ~20m rozlišení Lokální komponenta UrbanAtlas využívá data DPZ s ~1-2.5m rozlišení 13

15 GMES Land služby - CORINE Land Cover Tématický obsah: 44 hierarchických tříd Rozlišení: MMU 25ha stav, změny 5ha Dostupnost: 1990, 2000, 2006,

16 GMES Land služby - HRL Soil Sealing Tématický obsah: 1-100% sealing Rozlišení: rastrová vrstva, pixel: 20x20m Dostupnost: 2006, 2009,

17 GMES Land služby - Urban Atlas Tématický obsah: 22 hierarchických tříd Rozlišení: MMU 0,25ha Dostupnost: 2006,

18 Urban Atlas - první celoevropsky srovnatelná data o urbanizovaných oblastech Urban Atlas služba vyvinuta v rámci ESA projektů GUS a GSELAND podpora rozhodování na regionální úrovni či na úrovni funkční městské aglomerace v oblastech životního prostředí, regionálního rozvoje, strategického plánování, územního plánování obsah zacílen na sledování vývoje zástavby (udržitelný rozvoj, ochrana půd, monitoring urban sprawl, zelená infrastruktura ) 17 17

19 Urban Atlas - aktuální stav první verze pro rok 2006 financována DG REGIO + Evropský fond pro regionální rozvoj (ERDF) aktualizace financována GMES/GIO distribuce (zdarma!) Evropská Agentura pro životní prostředí (EEA) sběr dat probíhá na ploše km² pro více než 350 měst a regionů Evropské unie pokrývá všechny hlavní města EU a dále rozsáhlý výběr měst a regionů, které se účastní evropského projektu UrbanAudit (LUZ = Large Urban Zones) v České republice pokrývá 13 regionů první update pro rok 2012/2013 další aktualizace plánovány v intervalu 3-5 let 18 18

20 UrbanAtlas - pokrytí EU

21 UrbanAtlas - pokrytí ČR 20 20

22 UrbanAtlas v ČR 13 regionů v ČR: Praha Brno Plzeň Ostrava Ústí nad Labem Olomouc Liberec České Budějovice Pardubice Hradec Králové Zlín Jihlava Karlovy Vary 21 21

23 UrbanAtlas - základní parametry Vektorová data krajinného krytu a využití půdy (LC/LU) 22 hierarchických funkčních tříd (18 zaměřeno na městské areály) Zdrojová data: SPOT5, Kompsat2, Ikonos, QuickBird nebo jiná VHR DPZ data či letecké orthofoto TeleAtlas MMU: 0,25ha pro městské areály; 1ha pro ostatní Měřítko 1:

24 Urban Audit - základní informace data Urban Atlas od počátku koncipována jako prostorová data doplňující statistické informace ESTAT Urban Audit ~ 300 statistických ukazatelů o demografii, společnosti, hospodářství, životním prostředí, dopravě, informační společnosti a volném čase na 3 úrovních: LUZ, CC, SDC časové pokrytí 1991, 1996, 2001, 2004, 2008 zdroj: ESTAT údaje pro Českou republiku bez SDC 23 23

25 Projekt UrbanAtlas+ UrbanAtlas+ testování potenciálu využití dat GMES UrbanAtlas projekt Evropské kosmické agentury v rámci motivačního programu pro Českou republiku - výzva 2009 (AO/1-6052/09/NL/CBI) testování potenciálu operačních dat GMES Urban Atlas v ČR z GIO příprava metodiky využití pro operačních data Urban Atlas (DG REGIO) přímá návaznost na předchozí aktivity GISATu a URM HMP v projektu ESA GSELAND zpracovatel GISAT partneři: Útvar rozvoje města (URM) Hlavního města Prahy Krajský Úřad Plzeňského kraje Krajský Úřad Moravskoslezského kraje Krajský Úřad Jihomoravského kraje 24

26 Analytický rámec - koncept Klasifikace toků land cover / land use Matice změn stavové & změnové účty strukturální indexy DB změn Indikátory pro podporu rozhodování DB stavů land cover / land use 25 25

27 Analytický rámec - koncept Podpora otázek typu jaké jsou prostorové struktury a intenzity jednotlivých změn? jak moc jsou úbytky kompenzovány přírůstky? Jak se mění kvalita v průběhu času? které procesy jsou zodpovědné za úbytky a přírůstky? jaká je vnitřní dynamika jednotlivých tříd? Strukturální indikátory jak se mění densita zástavby jak se mění fragmentace zástavby jak se mění charakter zástavby (urban sprawl) 26

28 Podpora rozhodování více vhledu do prostorové distribuce a intensity změn 27

29 Podpora rozhodování více vhledu do struktury změn - nejen salda, ale i úbytky a přírustky (tj. umožnuje postihnout vnitřní dynamiku změn) více vhledu do prostorové distribuce a intensity změn více vhledu do struktury změn - nejen salda, ale i úbytky a přírustky (tj. umožnuje postihnout vnitřní dynamiku změn) 28

30 Podpora rozhodování flexibilní uživatelské analytické jednotky KÚ, uživatelské zonace, koridory 29

31 Podpora rozhodování Srovnání stavu a vývoje mezi jednotlivým oblasti flexibilní kombinace se socio-economickými daty 30

32 Urban structure Územní indikátory (Plzeňský kraj) GSELand within whole mapping area Structure of urban increase within whole mapping area % % % % % % %

33 GSELand Územní indikátory (Praha)

34 Územní indikátory (Moravsko-slezsky kraj) GSELand ha půdy zastavěno mezi lety Celková plocha vyjádřená počtem fotbalových hřišť

35 Modelování - scénáře SP-02.I01 Scénáře růstu zástavby s použitím lineárních populační trendů Růstové scénáře městské zástavby jsou výsledkem modelování potenciální budoucí městské stavební činnosti. Umožňují sledovat a analyzovat vývoj zástavby ve městech a jednotlivých čtvrtích v čase

36 Modelování - analýza rizik Závislost nárůstu hustoty zástavby a povrchové teploty (evaporation capacity loss = heat waves risk) Courtesy: Gábor, P.; Jombach, S. and Ongjerth, R., URBIO 2008

37 Modelování - analýza rizik Závislost nárůstu hustoty zástavby a změny odtokových poměrů (retention capacity loss = flash flood risk) Při sealingu 1ha plochy se retenční kapacita území sníží přibližně o m³ tj. dodatečný náklad na kanalizační služby činí /ha za rok. According German study. Courtesy: Silke Hoke, AHU AG Courtesy: Bernd G. Tyrna & Volker Hochschild, 2010, Eberhard Karls University Tuebingen

38 Výhody dat UrbanAtlas Pokrytí - data pokrývají funkční oblasti tj. nekončí na hranici města a mají potenciál především v mapování okolí měst, monitoringu rozšiřování příměstské zástavby Porovnatelnost - data jsou porovnatelná data mezi městy, regiony i mezi státy Standardní nomenklatura - třídy vztažené k de facto standardu pro mapování krajinného krytu v Evropě - CORINE Land Cover Dostupnost data jsou dostupná zdarma Efektivita kombinace s existujícími detailními daty pro vnitřní město, korelace, přechod mezi měřítky, identifikace hot-spots tj. prioritních problémových oblastí pro sběr přesnějších informací, Zajištěná aktualizace - jasný aktualizační plán. Pravidelné a systematické aktualizace je nezbytná pro operativní využití při plánování činností. Hlavní síla je v pravidelném monitoringu změn! Retrospektiva - potenciál pro retrospektivní mapování měst Atlas pomocí archivních leteckých snímků (plné pokrytí pro více let, je v současné době) Potenciál pro využití pro účely územního plánování měst a regionů, monitoring rozvoje měst a regionů a monitorování životního prostředí Nutnost některých změn ve specifikaci v rámci první aktualizace!!! 37 37

39 zdroj dat: CORINE Land Cover CENIA EEA

40 HRL Soil Sealing / Imperviousness zdroj dat: EEA

41 Urban Atlas zdroj dat: EEA

42 Urban Atlas zdroj dat: EEA

43 Land Use Data Centre zdroj dat: EEA

44 Land Use Data Centre data exploration: GISAT Evropská data Urban Atlas / Urban Audit GISAT Data Urban Atlas CZ

45 Land Use Data Centre data exploration: GISAT Evropská data Urban Atlas / Urban Audit GISAT Data Urban Atlas CZ Živá prezentace WebTool Webový nástroj je založen na Open Source řešení a architektura systému je založena na třívrstvé architektuře klient-server. Podpora prohlížečů: IE v9.0, Google Chrome, Firefox nebo Safari. Optimalizováno pro Google Chrome 44 44

46 Děkuji za pozornost Tomáš Soukup GISAT 45