Využití dat dálkového průzkumu Země pro monitoring erozního poškození půd



Podobné dokumenty
Hyperspektrální dálkový průzkum na CzechGlobe. J. Hanuš a oddělení DPZ

Monitoring šíření organizmů s využitím techniky DPZ a GIS

Opensource ve vědě satelitní dálkový průzkum Země

Současné možnosti dálkového průzkumu pro hodnocení heterogenity půd a porostů na orné půdě

Problematika ochrany půdy ve Výzkumném ústavu meliorací a ochrany půdy, v.v.i. Radim Vácha

HYDROGEOLOGICKÝ PRŮZKUM

Využití dálkového průzkumu pro lokálně cílenou agrotechniku polních plodin. Vojtěch Lukas a kol.

MONITORING EROZNÍHO POŠKOZENÍ PŮD POMOCÍ METOD DPZ USING REMOTE SENSING FOR MONITORING OF SOIL DEGRADATION BY EROSION

Hodnocení zdravotního stavu lesů: potenciál časových řad. Petr Lukeš

Dálkový průzkum Země. Ústav geoinformačních technologií Lesnická a dřevařská fakulta MENDELU

Možnosti řešení degradace půdy a její ovlivnění změnou klimatu na příkladu aridních oblastí. Ing. Marek Batysta, Ph.D.

Ochrana zemědělské půdy před větrnou erozí

PowerOPTI. Řízení tepelné účinnosti elektráren a tepláren. Kotle a energetická zařízení, Brno 2016

RYBNÍKY POHLEDEM Z VÝŠKY

Dálkový průzkum země vmikrovlnnéčásti spektra

TRENDY ROZVOJE DPZ A JEJICH MOŽNOSTI VYUŽITÍ PRO INVENTARIZACI KONTAMINOVANÝCH MÍST

ZDRAVOTNÍ ÚSTAV SE SÍDLEM V OSTRAVĚ podrobné hodnocení lokality Rýmařov. 1

Hodnocení zdravotního stavu lesa pomocí nových metod dálkového průzkumu Země

DOPADY NA MIKROKLIMA, KVALITU OVZDUŠÍ, EKOSYSTÉMY VODY A PŮDY V RÁMCI HYDRICKÉ REKULTIVACE HNĚDOUHELNÝCH LOMŮ

SUCHO JAKO DŮSLEDEK ZMĚN KLIMATU A JEHO VLIV NA ZDRAVOTNÍ STAV OBYVATELSTVA

Čertovka Geologická stavba lokality a potencionál její vhodnosti pro umístění HÚ

Geografický systém jako integrátor procesů v podniku

Trvale udržitelné hospodaření se zemědělskou půdou Oddělení ochrany půdy Ministerstva zemědělství

(n, m) (n, p) (p, m) (n, m)

EROZE ZEMĚDĚLSKÉ PŮDY A JEJÍ VÝZNAM PRO ZANÁŠENÍ A EUTROFIZACI NÁDRŽÍ V ČESKÉ REPUBLICE

Využití volně dostupných družicových dat v zemědělství. Lukas V., Řezník T., Charvát jr., K., Charvát, K.

Metody hodnocení sucha v lesních porostech. Kateřina N. Hellebrandová, Vít Šrámek, Martin Hais

METODA STANOVENÍ RIZIKOVÝCH LOKALIT Z HLEDISKA OCHRANY PŮDY A VODY V ZEMĚDĚLSKY VYUŽÍVANÉ KRAJINĚ

Korozní experimenty konstrukčních materiálů pro technologie CCS

APLIKOVANÉ METODICKÉ POSTUPY. Šárka Poláková, Ladislav Kubík

Ing. Martin Mistr, Ph.D Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i.

METODIKA. Monitoring erozního poškození půd v ČR nástroji dálkového průzkumu Země

DOPADY NA MIKROKLIMA, KVALITU OVZDUŠÍ, EKOSYSTÉMY VODY A PŮDY V RÁMCI HYDRICKÉ REKULTIVACE HNĚDOUHELNÝCH LOMŮ

ZMĚNA KLIMATU - HROZBA A PŘÍLEŽITOST PRO ČESKÉ ZEMĚDĚLSTVÍ

SUCHO PŘIZPŮSOBENÍ SE ZMĚNĚ KLIMATU. Strategie přizpůsobení se změně klimatu a Návrhy adaptačních opatření

Monitoring a předpověď zemědělského sucha

Kvalita a zdraví půd Přednáška č.4. zajímavé postřehy. Mezi sebou a hladem má člověk pouze tenkou vrstvu půdy Autor neznámý

Disponibilní vodní zdroje a jejich zabezpečenost

Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i. Research Institute for soil and Water conservation. Půda a omezení rizik.

Organizační pokyny k přednášce. Matematická statistika. Přehled témat. Co je statistika?

Nadstandartní provedení

Kontrola kvality. Marcela Vlková ÚKIA, FNUSA Veronika Kanderová CLIP, FN Motol

ZMĚNA KLIMATU A JEJÍ DOPADY NA RŮST A VÝVOJ POLNÍCH PLODIN

Generel vodního hospodářství krajiny ČR a monitoring sucha jako strategické nástroje adaptace na měnící se klima

Publikace klasifikace zdravotního stavu lesa na bázi TM Landsat. Ústav pro hospodářskou úpravu lesů Brandýs nad Labem

lního profilu kontaminace

GMES/Copernicus a jeho možnosti využití při řešení radiačních nehod

Mobilní senzorová platforma Veris MSP3

Hodnocení stavu regenerace. lesních porostů na Šumavě......s využitím ecognition

Analýza území a návrh opatření k ochraně půdy a vody jako podklad pro pozemkové úpravy a územní plány

Hodnocení účinnosti a realizace větrolamů při projektování pozemkových úprav. Ing. David Řeháček

Ochrana vod a zemědělství. RNDr. Pavel Novák

Měření spokojenosti zákazníka s kvalitou logistického procesu

Bezpilotní letecké prostředky Nové možnosti DPZ z UAV v oblasti životního prostředí. Jakub KARAS

REFORMA STŘEDNÍHO ŠKOLSTVÍ Zvyšování kvality a efektivity středního vzdělávání Libereckého kraje

Je možná budoucnost českého zdravotnictví bez dat?

Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i. PETR KARÁSEK

SLEDOVÁNÍ VÝVOJE ZHUTŇOVÁNÍ PŮDY POMOCÍ PENETROMETRU NA VYBRANÝCH PLOCHÁCH BAZÁLNÍHO MONITORINGU PŮD

ODŮVODNĚNÍ VEŘEJNÉ ZAKÁZKY DLE 156 ZÁKONA Č. 137/2006 SB., O VEŘEJNÝCH ZAKÁZKÁCH

ROZŠÍŘENÉ ASISTENČNÍ SYSTÉMY, POLO-AUTONOMNÍ/AUTONOMNÍ SYSTÉMY ŘÍZENÍ Z POHLEDU TECHNICKÝCH STANDARDŮ. Sdružení pro dopravní telematiku

půdy na vodostálost Ing. Jaroslava Bartlová, Ph.D. Degradace půdy Půdní struktura

Změny týkající se GAEC 2 a 6 Chvalčov,

Integrovaná ochrana půdy a vody. Ing. Jiří Hladík, Ph.D.

Indikátory zranitelnosti vůči dopadům změny klimatu

Opatření proti suchu zemědělství

Optimalizace osazování odběrných míst inteligentními plynoměry

Seminář Mendel Info,

Obsah 5.3. KINFIL Erosion 2D/3D WEPP...53

Strategie přizpůsobení se změně klimatu v podmínkách ČR

Environmentální výchova

3. přednáška. Výzkum a měření erozních procesů

DC003: Jana Vobecká, Tomáš Kostelecký Sociologický ústav AV ČR

Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i.

Č. Téma Anotace 1 Spektrometrie neutronů pomocí Bonnerových sfér

Dálkový průzkum Země DPZ. Zdeněk Janoš JAN789

Korelace změny signálu AE s rozvojem kontaktního poškození

Studie oblastí vzniku povodní v Krušných horách The study of flooding areas in the Krusne Mountains

Výchozí předpoklady. Půda je v zásadě neobnovitelným zdrojem

Č ást 2 Kompozice v nepravých barvách Datové formáty Neřízená klasifikace. Program přednášky

uzavírají podle 1746 odst. 2 občanského zákoníku smlouvu následujícího znění:

Mapa kontaminace půdy České republiky 137 Cs po havárii JE Černobyl

Analýza směsí, kvantitativní NMR spektroskopie a využití NMR spektroskopie ve forenzní analýze

Využití DPZ v Národní inventarizaci lesů (NIL2) - potenciál dat GMES/Copernicus

Data a technické nástroje pro studium krajiny (GIS, DPZ)

NAVRHOVÁNÍ ADAPTAČNÍCH OPATŘENÍ II etapa generelu

NOVINKY ZEMĚMĚŘICKÉ KNIHOVNY č. 3-4

Webový portál zadávání událostí a jejich editace

Současné možnosti dálkového průzkumu Země pro hodnocení heterogeneity porostů na orné půdě

Nabídka mapových a datových produktů Ohroženost větrnou erozí

Optimalizace pojezdů po pozemcích s cílem eliminace negativních dopadů na půdu

Vzorkování pro analýzu životního prostředí. RNDr. Petr Kohout doc.ing. Josef Janků CSc.

Precizní zemědělství - nové postupy a technologie v rostlinné produkci

Jak se stát zpravodajem portálu. Mgr. Monika Bláhová Ústava výzkumu globální změny AV ČR (CzechGlobe) Mendelova univerzita v Brně

DPZ Dálkový Průzkum Země. Luděk Augusta Aug007, Vojtěch Lysoněk Lys034

Úvod. Základní charakteristika pokusných povodí. Hydrologická bilance pokusných povodí

zení Lyzimetrická zařízení se dle konstrukce dělí: Vladimír Klement, Renáta Prchalová ÚKZÚZ Havlíčkův Brod

Ministerstvo zemědělství Veřejná soutěž KUS 2014

TES cv 7. Příklad rozsáhlého procesního systému ITS ZS 2011/2012

Úzkořádková technologie pěstování kukuřice. Smutný V., Šedek A.

Změna klimatu a české zemědělství

Transkript:

Využití dat dálkového průzkumu Země pro monitoring erozního poškození půd Daniel Žížala 1. snímek z 18

Pozadí, motivace, hypotéza, prostředky ÚVOD 2. snímek z 18

Motivace Ohroženost půdy erozí v ČR - Modelové odhady, potenciální ztráta půdy - Informace o aktuální míře degradace půdy pouze lokálně, ve velkém měřítku na základě expertních odhadů - metody DPZ - vhodný prostředek pro tuto analýzu? - Eroze působí na svrchní vrstvu půdy, která je předmětem sledování pomocí DPZ - Možnosti velkoplošného hodnocení Možnosti, výhody vs. nevýhody, nastavení postupů Hodnocené v rámci projektu č. QJ1330118 Monitoring erozního poškození půd a projevů eroze pomocí metod DPZ» Cíle Vymezit a kvantifikovat míru dlouhodobé degradace zemědělských půd vlivem eroze pomocí analýzy stávajícího stavu půd» Prostředek řešení dostupné prostředky a metody DPZ 3. snímek z 18

DPZ a eroze Výzkum eroze půdy s využitím dat DPZ - cca od 90. let 20. stol. - konstantně rostoucí počet publikací Základní způsoby využití metod DPZ - Získání vstupních informací pro modelování erozního potenciálu - Nepřímé odvození erozního poškození z charakteristik vegetačního pokryvu - Vymezení individuálních erozních prvků - Přímá identifikace erozně ovlivněných půd na základě změněných půdních charakteristik (hlavně s rozvojem hyperspektrálních dat) 4. snímek z 18

Hypotéza Eroze poškozuje svrchní vrstvu půdy, mění tak její fyzikálněchemické vlastnosti a potažmo i její spektrální vlastnosti Hodnocení erozního poškození půd lze provést na základě analýzy spektrálních snímků Vlastnosti půdy, které jsou ovlivněny erozí a mají potenciál pro detekci DPZ Barva půdy Organická hmota eroze eroze Textura Skeletovitost Vlhkost Oxidy železa, karbonáty Projevy eroze nejsou stejné - závislé na půdním typu 5. snímek z 18

letecké snímky ANALÝZA DAT Z HYPERSPEKTRÁLNÍCH SNÍMKŮ 6. snímek z 18

Pořízení leteckých hyperspektrálních dat Data pořídil a zpracoval CzechGlobe - Ústav výzkumu globální změny AV ČR, v.v.i. pomocí laboratoře (FLIS) Flying laboratory of imaging spectroscopy Senzor CASI-1500 SASI-600 TASI-600 Spektrální oblast VNIR SWIR LWIR Spektrální rozsah [nm] 380-1050 950 2450 8 000 11 500 Počet prostorových pixelů 1500 600 600 Max. spektrální rozlišení [nm] 3.2 15 110 Zorný úhel [ ] 40 40 40 okres Půdní typ Doba Počet let. Výška letu Prostorové rozlišení (CASI, snímání linií (m) SASI, TASI) Přestavlky Benešov kambizem, 7.5.2015 1 2060 1, 2, 2 pseudoglej Klučov Kolín Šedozem, 7.5.2015 1 2060 1, 2, 2 černozem Lstiboř Kolín Černozem 7.5.2015 1 2060 1, 2, 2 luvická Šardice Hodonín černozem 21.9.2015 1 2575 1.25, 3.1, 3.1 Otnice Vyškov černozem 21.9.2015 2 2575 1.25, 3.1, 3.1 Lomnice nad P. Semily kambizem 29.4.2016 2 2060 1, 2, 2 Jičín Jičín Hnědozem 29.4.2016 3 2060 1, 2, 2 7. snímek z 18

Získání podpůrných dat terénní průzkum, analýza půdních vzorků morfometrické charakteristiky vlhkost drsnost povrchu skeletovitost 8. snímek z 18

Vyhodnocení hyperspektrálních dat Pomocí statistických regresních metod empirické modely PLSR, SVMR (balík caret v prostředí R) 1. Vytvoření statistického modelu na základě trénovacího vzorku dat 2. Testování úspěšnosti predikce na testovacím vzorku dat 3. Predikce hodnot v neměřených bodech 4. Vytvoření mapy půdních vlastností kalibrace validace Počet vzorků R 2 RMSE cv Parametry modelu Počet vzorků R 2 RMSEP PLSR 37 0,505 0,175 2 faktory 8 0,873 0,147 SMVR poly 37 0,574 0,164 Degree = 1; Scale = 0,01; Cost = 4 8 0,749 0,148 SVMR linear 37 0,736 0,129 Cost = 0,42 8 0,468 0,182 SVMR radial 37 0,534 0,174 Sigma = 0,0003; Cost = 20 8 0,791 0,154 9. snímek z 18

Vyhodnocení hyperspektrálních dat Mapy půdních vlastností Vymezení erodovaných ploch 10. snímek z 18

satelitní snímky VÝBĚR A ANALÝZA SATELITNÍCH SNÍMKŮ PRO VELKOPLOŠNÉ MAPOVÁNÍ EROZNĚ OVLIVNĚNÝCH PŮD V ČR 11. snímek z 18

Výběr vhodných dat Požadavky - Data s vysokým prostorovým rozlišením - Data s vhodným spektrálním rozlišením umožňujícím analýzu půdních vlastností - Data s vhodným prostorovým a časovým pokryvem (nejlépe kontinuálně snímaná data) - Dostupná data Sentinel 2 Landsat 8 12. snímek z 18

Analýza dat družic Landsat 8 a Sentinel 2 Landsat 8 Sentinel 2 - obdobná přesnost predikce - různé rozlišení (mixely!) - různá časová dostupnost - virtuální konstelace využití možné, nicméně s řadou omezení Testování vymezení tříd erozního poškození na základě clusterové analýzy 13. snímek z 18

Problematika využití satelitních dat Klasické problémy optického DPZ - Rozlišení spektrální, prostorové - radiometrické - Signal-to-noise - atmosferické - Oblačnost - Rozptyl v atmosféře Specifika pro hodnocení půdy - Drsnost povrchu - Vlhkost - Vegetace či rostlinné zbytky - Velká prostorová variabilita půdních podmínek - Lokální vs. globální modely - Specifika půdního krytu v erozně-akumulačním reliéfu - problematická identifikace stavu povrchu a odfiltrování jeho vlivu 14. snímek z 18

výstupy, výzvy, plány VÝSTUPY 15. snímek z 18

Erodované plochy analýza vlivu eroze zpracováním půdy vymezení erodovaných ploch modelování dlouhodobého vlivu vodní eroze a eroze zpracováním půdy v modelu WaTEM/SEDEM vodní eroze eroze orbou (zpracováním půdy) Vodní eroze + eroze orbou 16. snímek z 18

Další využité metody ve výzkumu eroze půdy Skutečný objem erozních rýh pomocí dat z UAV Vývoj drsnosti a konsolidace povrchu půdy s využitím blízké fotogrammetrie Identifikace rýh na ortofotosnímcích 17. snímek z 18

Plánované aktivity Analýza výsledků ze získaných dat a optimalizace postupů omezení vlivu drsnosti povrchu, vlhkosti, rostlinných zbytků optimalizace spektrálních dat pro vstup do modelů - předzpracování zkvalitnění predikčních statistických modelů a vývoj nástrojů na jejich automatizaci Metodika monitoringu erozního poškození půd v ČR nástroji DPZ Popis jednotlivých metod Kvantifikace a zhodnocení účinnosti metod a vhodnosti jejich nasazení v různých podmínkách statistiky poškození půd erozí Mapy erozního poškození půd a jednotlivých erozních forem 18. snímek z 18

Daniel Žížala zizala.daniel@vumop.cz DĚKUJI ZA POZORNOST 19. snímek z 18