Mapování Země z vesmíru (úvod do metod dálkového průzkumu Země) Petr Dobrovolný Geografický ústav přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně

Podobné dokumenty
Dálkový průzkum Země DPZ. Zdeněk Janoš JAN789

DPZ Dálkový průzkum Země. Lukáš Kamp, KAM077

Dálkový průzkum Země (úvod, základní pojmy, historický přehled)

Ing. Jiří Fejfar, Ph.D. Dálkový průzkum Země

Dálkový průzkum země v optické části spektra. Charakteristika II. Charakteristika I. Hlavní oblasti aplikací

Č ást 1 Základníprincipy, senzory, multispektrálnídata. Co je DPZ?

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

Anotace předmětu. Dálkový průzkum Země. Odkazy. Literatura. Definice DPZ. Doc. Dr. Ing. Jiří Horák Institut geoinformatiky VŠB-TU Ostrava

Zdroje dat GIS. Digitální formy tištěných map. Vstup dat do GISu:

GIS ANALÝZA VLIVU DÁLNIČNÍ SÍTĚ NA OKOLNÍ KRAJINU. Veronika Berková 1

Systémy dálkového průzkumu Země

Digitální fotogrammetrie

Fyzikální podstata DPZ

DPZ - Ib Interpretace snímků

DPZ - IIa Radiometrické základy

DRUŽICOVÝ ATLAS ČESKÉ REPUBLIKY

Zdroje dat GIS. Digitální formy tištěných map. Vstup dat do GISu:

Dálkový průzkum země v mikrovlnné části spektra

Dálkový průzkum Země

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

Využití letecké fotogrammetrie pro sledování historického vývoje krajiny

GIS a pozemkové úpravy. Data pro využití území (DPZ)

RYBNÍKY POHLEDEM Z VÝŠKY

TRENDY ROZVOJE DPZ A JEJICH MOŽNOSTI VYUŽITÍ PRO INVENTARIZACI KONTAMINOVANÝCH MÍST

Nekonvenční metody snímání zemského povrchu

ELEKTROMAGNETICKÉ SPEKTRUM PRO POTŘEBY DPZ

Úvod do předmětu Meteorologická měření

Gisat. Družicová data. Přehled dostupných dat a jejich využití

Využití digitální stereofotogrammetrie jako podpůrných dat pro automatizovanou tvorbu lesnických tematických map

CORINE LAND COVER. Jana Bašistová CENIA, česká informační agentura životního prostředí. 3. české uživatelské fórum Copernicus.

stabilní základna pro skener na zemi, ve vzduchu, v kosmu na oběžné dráze

Dálkový průzkum Země. Co je DPZ?

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Přehled současných družicových systémů. METEOSAT vzhled jednotlivých pásem METEOSAT. METEOSAT analýza druhů oblačnosti

Dálkový průzkum Země

OKRUHY OTÁZEK K BAKALÁŘSKÉ ZKOUŠCE Z GEOGRAFIE

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

DRUŽICOVÁ DATA. distribuovaná společností ARCDATA PRAHA, s.r.o.

Obr. 2. Úvodní stránka s naznačením pokrytí světa snímky z družice LANDSAT

Vizuální interpretace leteckých a družicových snímků u dospívajících

- a) rovníková dráha - b) šikmá oběžná dráha c) subpolární oběžná dráha.

Data a služby programu Copernicus

Evropský program Copernicus: Přechod do provozní fáze

Geografie, geografové na internetu.

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

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

Mapa okolí Jedovnic v měřítku 1: či menším, legenda k mapě, pastelky, pevná podložka na zákresy v terénu, příp. buzola, družicová mapa.

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM FAKULTA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ KATEDRA INFORMATIKY A GEOINFORMATIKY VEGETAČNÍ INDEXY

Zkušenosti s využíváním dat Urban Atlasu pro potřeby územního plánování v Praze

Pavel Doubrava, Zdeněk Suchánek, Šárka Roušarová, Jaroslav Řeřicha

Detekce a monitoring invazních druhů pomocí dálkového průzkumu

Projekt Brána do vesmíru. Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Krajská hvezdáreň v Žiline

Použití radarových dat pro mapování povodní. Lena Halounová ISPRS Congress Director, České vysoké učení technické v Praze

Přehled současných družicových systémů. METEOSAT vzhled jednotlivých pásem METEOSAT. METEOSAT analýza druhů oblačnosti

DPZ systémy pořizování dat. Tomáš Dolanský

DÁLKOVÝ PRŮZKUM ZEMĚ

Hodnocení historického vývoje krajiny pomocí leteckých snímků

Využití dat Urban Atlas v oblasti územního plánování v Praze

Rastrová data DPZ a FOTOGRAMMETRIE v GIS

Aplikace DPZ a GIS v podmínkách tropu a subtropu

DPZ. Modelování s daty DPZ. Poměrové indexy. Vegetační indexy. Část 4. Modelování s daty DPZ Multitemporální analýza

ZPRACOVÁNÍ DAT DÁLKOVÉHO PRŮZKUMU

Základy interpretace digitálního obrazového záznamu ze systému LANDSAT

Zdroje dat GIS. Digitální formy tištěných map. Vstup dat do GISu:

Data s velmi vysokým rozlišením

LAND COVER V ČR SLUŽBA COPERNICUS PRO MONITOROVÁNÍ ÚZEMÍ NÁRODNÍ DATOVÁ SADA KRAJINNÉHO POKRYVU

Spektrální chování objektů

1. Základní pojmy a definice, rozdělení metod fotogrammetrie, historický přehled

Vyučovací předmět: Zeměpis Ročník: 6.

p r o g r a m u C o p e r n i c u s

- a) rovníková dráha - b) šikmá oběžná dráha c) subpolární oběžná dráha.

SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí. RASTR PRÁCE S RASTRY část 1 : ZDROJE DAT

Topografické mapování KMA/TOMA

VŠB-TU Ostrava Referát do předmětu GIS Zpracoval: Petr Heinz DIGITÁLNÍ FOTOGRAMMETRIE

Výuka geoinformačních technologií

Využití snímků Landsat pro detekci změn urbanizovaného území

DZDDPZ3 Digitální zpracování obrazových dat DPZ. Doc. Dr. Ing. Jiří Horák Institut geoinformatiky VŠB-TU Ostrava

BEZPLATNĚ DOSTUPNÁ DATA POZOROVÁNÍ ZEMĚ

MATURITNÍ TÉMATA Z GEOGRAFIE 2017/2018

Možnosti podpory plošné inventarizace kontaminovaných míst interpretací multi- a hyperspektrálního snímkování Jana Petruchová Lenka Jirásková

LANDSAT UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM. 1. ročník navazujícího Mgr. studia

GMES PRODUKTY A SLUŽBY ZALOŽENÉ NA DPZ PRO PODPORU ROZHODOVÁNÍ STÁTNÍ SPRÁVY A SAMOSPRÁVY

Objektově orientovaná fuzzy klasifikace krajinného pokryvu (land cover) se zaměřením na zemědělskou krajinu

MATURITNÍ TÉMATA ZEMĚPIS

VERIFIKACE MAPOVÁNÍ LAND USE-LAND COVER NA SOKOLOVSKU 2010 NA SOKOLOVSKU 2010

Očekávané výstupy podle RVP ZV Učivo Přesahy a vazby

Spolupracující pozemní segment Sentinel v ČR

Co všechno může vidět družice?

Evropský program Copernicus: Přechod do provozní fáze

Brána do vesmíru. Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Krajská hvezdáreň v Žiline

PŘÍLEŽITOSTI A AKTIVITY ESA V OBLASTI DÁLKOVÉHO PRŮZKUMU ZEMĚ

DRUŽICOVÁ DATA A GEOGRAFICKÉ DATABÁZE

Změny ve využití krajiny (land use) na území Mostecka Soubor map se specializovaným obsahem

Virtuální mapová sbírka Chartae-Antiquae.cz - první výsledek spolupráce VÚGTK a paměťových institucí

Dálkový průzkum země vmikrovlnnéčásti spektra

Analýza dat v GIS. Dotazy na databáze. Překrytí Overlay Mapová algebra Vzdálenostní funkce. Funkce souvislosti Interpolační funkce Topografické funkce

Maturitní témata. Školní rok: 2018/2019. Předmětová komise: Předseda předmětové komise: Mgr. Ivana Krčová

Nové družice s velmi vysokým rozlišením

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

Programy pozorování Země ESA. Martin Šunkevič Česká kosmická kancelář, o.p.s.

Transkript:

Mapování Země z vesmíru (úvod do metod dálkového průzkumu Země) Petr Dobrovolný Geografický ústav přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně

Obsah přednášky 1. Přehled základních pojmů 2. Tvorba topografických a tématických map s využitím snímků 3. Příklady konkrétních projektů využívajících dat DPZ 4. Možnosti využití snímků ve výuce zeměpisu

Základní pojmy Dálkový průzkum Země (DPZ) se zabývá pořizováním leteckých a družicových snímků, jejich zpracováním a analýzou za účelem tvorby topografických či tématických map. DPZ se skládá ze tří částí: část kosmická - pořizování a sběr obrazových dat část zpracovatelská přenos a prvotní předzpracování dat na přijímacích stanicích část uživatelská analýza obrazových dat a tvorba tématických a topografických map. Využití v nejrůznějších oborech lidské činnosti.

DPZ historické milníky 1858 - první fotografie pořízená z balónu (Nadar) 1909 - první fotografie pořízená z letadla (W. Wrigth) 1958 - první snímek zemského povrchu z družice (EXPLORER VI) 1960 - první meteorologická družice (TIROS 1) 1972 - první družice pro výzkum přírodních zdrojů (ERTS 1) 1999 - první soukromá družice s 1 m snímky (IKONOS)

TIROS, 1.4.1960

Fyzikální podstata Snímky zaznamenávají intenzitu elektromagnetického záření v určité vymezené části (intervalu) spektra. V důsledku vlivů atmosféry (pohlcování, rozptyl záření) lze snímky vytvářet pouze v určitých částech spektra.

Spektrální chování Většina druhů povrchů má na snímcích z různé části spektra jiný odstín šedi či jinou barvu - odráží různé množství záření

Druhy snímků Podle zaznamenané části spektra

Metody pasivní přímé Je zaznamenáváno záření slunce odražené jednotlivými druhy povrchů

Metody pasivní nepřímé Je zaznamenáváno záření emitované jednotlivými druhy povrchů

Metody aktivní Je zaznamenáváno záření vyslané přístrojem a odražené jednotlivými druhy povrchů Umělý zdroj záření (RADAR)

Rovníková oběžná dráha (geostacionární) METEOSAT

Subpolární oběžná dráha Družice pro výzkum přírodních zdrojů Země (LANDSAT, SPOT, TERRA, )

Přelety družic LANDSAT nad ČR

Digitální snímek Digitální snímek se skládá z množství tzv. obrazových prvků (pixelů). Každý pixel nese jedno číslo toto číslo je prezentováno jako odstín šedi

Panchromatický snímek

Multispektrální snímky 0,4-0,5 µm Barevná syntéza 0,5-0,6 µm 0,6-0,7 µm Přirozené barvy objektů

Syntéza v nepravých barvách 0,5-0,6 µm 0,6-0,7 µm 0,8-0,9 µm Snímek z infračervené části spektra

Mapování s využitím snímků Každý snímek stejně jako mapa obsahuje dva druhy informací: o poloze objektů TOPOGRAFICKÁ MAPA o druhu objektu či jevu TÉMATICKÁ MAPA Snímek není mapa, lze ji však z něho vytvořit Informace o správné poloze objektů je získávána procesem tzv. geometrické korekce snímků Informace o druhu objektů či jevů na snímcích je získávána procesem interpretace a klasifikace snímků

Tvorba topografických map Klasická mapa objekty jsou prezentovány smluvenými kartografickými značkami Družicová mapa objekty jsou prezentovány jejich vlastními obrazy

Rozdíl v geometrii mapy a snímku Snímky jsou vytvářeny centrální projekcí, nemají jednotné měřítko, poloha objektů podléhá zkreslení

Tvorba topografických map Řeší otázku: Kde se nachází daná plocha? Družicová mapa vzniká procesem geometrické korekce snímků Družicové mapy středního a malého měřítka se vytvářejí transformací snímků s využitím databáze tzv. identických (vlícovacích) bodů

Ortorektifikace snímek + model terénu = ortofotomapa

Tvorba tématických map Řeší otázku: Co představuje daná plocha? Vlastní tématické mapování může být realizováno dvěma základními způsoby analogovou interpretací snímků automatickou klasifikací obrazu

Analogová interpretace snímků. Rozpoznávání objektů na snímcích s využitím interpretačních znaků: tvar stín velikost barva tón textura struktura poloha

Automatická klasifikace obrazu TM4 TM5 TM1 A A voda C B B les C zastavěná plocha Vytvoření trénovacích ploch - vzorů

Automatická klasifikace obrazu Zařazení každého obrazového prvku ve výsledném obraze do jedné ze tříd základních druhů povrchů A A A B B A 0 A A B B B 0 0 A A A B B 0 0 A A A B B B 0 A A A A B B B A C C C C B B 0 C C C C B B A voda B les C zastavěná plocha 0 - nezařazeno

Příklady konkrétních projektů využívajících dat DPZ a příklady aplikací

FIRS (Forest Information with Remote Sensing) Lesnický informační systém pro Evropu. Data DPZ představují hlavni zdroj informaci (snímky z družic NOAA, LANDSAT, SPOT) Mapování lesních ekosystému v Evropě v měřítku 1 : 1 000 000 a 1 : 100 000. Systém poskytuje produkční i ekologické charakteristiky lesních ploch v Evropě.

FIRS plochy lesních ekosystémů v Evropě

LAOE (Large Area Operational Experiment for Forest Damage Monitoring in Europe Using Satellite Remote Sensing - od r. 1992, CZ, PL, DE

MARS (Monitoring Agriculture with Remote Sensing) Projekt EU fungující od roku 1988, data z družic LANDSAT, SPOT, IKONOS a NOAA pro následující aktivity: Kvantitativní odhady výměry ploch zemědělských plodin v jednotlivých regionech či státech Monitorování aktuálního stavu vegetace a zemědělských plodin Modely předpovědi výnosu vybraných zemědělských plodin

MARS-vstupníinformace Družicová mapa - Barevná syntéza data z družice SPOT

MARS - výstupní informace Tématická mapa ploch jednotlivých druhů plodin

PELCOM (Pan-European Land Cover Monitoring) Mapování druhů povrchů a využití země Evropy Zdroj družicová data z NOAA AVHRR Prostorové rozlišení 1 km Sestavení jednotného klasifikačního schématu pro Evropu Sestavení metodiky pro mapování LU/LC a metodiky studia časových změn ze snímků NOAA

PELCOM mapa základních druhů povrchů

CORINE LAND COVER Projekt mapující základní druhy povrchů Zahrnuje téměř všechny státy západní a střední Evropy. Mapy jsou vytvářeny interpretací družicových snímků (LANDSAT, SPOT) Společná metodika, měřítko (1 : 100 000), legenda výsledných map druhů povrchů V současné době existují mapy pro dva časové horizonty: CORINE 1990 a CORINE 2000 Možnosti studia dynamiky změn v krajině

CORINE 2000

Příklad databáze CORINE pro Českou republiku

Příklady porovnání CORINE 1990 a CORINE 2000 Česká republika změna orné půdy na pastviny

MOLAND (Monitoring Land Use / Cover Dynamics) Monitorování teritoriálního rozvoje vybraných evropských metropolí Hlavní vstupní data obrazové materiály DPZ (archívní letecké snímky družicová data s vysokým rozlišením. Projekt dále využívá socioekonomická a environmentální data Atlas rozvoje 25 evropských měst. Obsahuje předpovědi možného rozvoje, mapuje oblasti konfliktu zájmů

MOLAND studované lokality

Praha

Vídeň

Dublin - model

DPZ a výuka zeměpisu?

1. Internet jako zdroj dat a informací zdroj výukových materiálů zdroj snímků i map vytvořených ze snímků zdroj jednoduchých nástrojů pro zpracování snímků (GLOBE program MULTISPEC) problém kvality snímků (a často i problém kvality prezentovaných informací) omezené zdroje informací v českém jazyce 2. Papírové družicové mapy a atlasy

Příklady úloh 1. Interpretace snímku z meteorologické družice Ze stránek ČHMÚ si stáhněte snímek střední Evropy pořízený družicí METEOSAT k určitému datu. Do snímku zakreslete polohu atmosférických front a základních tlakových útvarů (využijte informací o předpovědi počasí např. z denního tisku). Pokuste se o identifikaci základních druhů oblačnosti. Jak vypadá typická oblačnost vázaná např. na studenou frontu,

http://pocasi.apexnet.cz/index.php?akce=synoptic http://www.chmi.cz/meteo/sat/

Příklady úloh 2. Interpretace základních druhů povrchu Ze stránek www.atlas.cz oddíl Mapy si stáhněte družicový snímek Vámi zvolené oblasti (okolí města apod.). Zdrojem mohou být i stránky www.geodis.cz S využitím znalosti území a topografických map (www.atlas.cz či www.seznam.cz) zakreslete základní druhy povrchů (zastavěné oblasti, lesy, zemědělské a vodní plochy). Diskutujte oblasti konfliktu zájmů příroda společnost, bariéry rozvoje města, navrhněte přírodně hodnotné lokality, Diskutujte přednosti a nevýhody klasických map a snímků

Příklady úloh 3. Typy krajin Země Na stránkách zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/ s mozaikou družicových snímků celé zeměkoule vyberte snímek prezentující určitý krajinný typ. Diskutujte odlišnosti jednotlivých snímků, porovnejte s krajinou střední Evropy, Vyhledejte snímky ústí velkých řek, světových metropolí, pohoří apod.

Ženevské jezero a Bernské Alpy Náměty: Jakou barvou jsou zobrazeny základní druhy povrchů, jaký je původ alpských jezer, jaké jsou jejich typické rysy, jak rozpoznat oblačnost (vlevo nahoře od zasněžených vrcholků hor vlevo dole),

Příklad 4 - Globální mapování http://earthobservatory.nasa.gov/observatory/datasets.html

Globální mapování seznam parametrů http://earthobservatory.nasa.gov/observatory/datasets.html

Děkuji Vám za pozornost