doWydruku 7 F CIR 2012

dr inż. Piotr Wężyk

Wykład: 7_F

Zastosowanie zdjęć

lotniczych CIR

w określaniu stanu

zdrowotnego

drzewostanów

Kurs: Podstawy geomatyki w leśnictwie

2012-01-25

Promieniowanie elektromagnetyczne jest emitowane przez wzbudzone

atomy. Fala elektromagnetyczna to rozchodząca się w przestrzeni i w czasie

spójna zmiana pola elektrycznego i magnetycznego. Cechuje się długością

i częstotliwością. Promieniowanie można zauważyć w momencie oddziaływania

na dany ośrodek (np. rozpraszanie na kurzu w powietrzu).

Energia może być :


odbijana – w sytuacji zmiany kierunku rozchodzenia się fali;



przepuszczana – promieniowanie przechodzi przez dany osrodek (np. blaszke

liściową);



absorbowana – całkowite bądź częściowe pochłanianie i przekształcanie

w formę energii (np. fotosynteza)



emitowana – wysyłanie promieniowania przez obiekt (np. w zakresie

termalnym)



rozpraszana – zmniejszenie promieniowania rozchodzacego się w kierunku

pierwotnym

Wprowadzenie

2012-01-25

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (1)

Pojęcia wstępne:


okno atmosferyczne



zakresy promieniowania



odbicie promieniowania

2012-01-25

A - warunki dotyczące promieniowania:


kąt padania promieni słonecznych,



blokowanie promieniowania przez atmosferę,



struktura spektralna promieniowania,



udział bezpośredniego promieniowania słonecznego

i światła nieboskłonu (promieniowania nieba)

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (2)

2012-01-25

B - czynniki związane z obiektem:

- zagęszczenie i odstępy między roślinami,

- struktura gatunkowa roślin,

- wysokość roślin,

- „chropowatość” powierzchni górnej,

- forma i ułożenie liści,

- stosunek procentowy powierzchni gleby widocznej z góry (w zależności od

jej barwy i wilgotności) do powierzchni pokrytej roślinnością,

- żywotność roślin,

- zmiany żywotności roślin wywołane nawożeniem, uprawą ziemi,

wilgotnością gleby, brakiem określonych substancji mineralnych,

- szkody: biotyczne i abiotyczne (widoczne i niewidoczne),

- szkody od emisji przemysłowych,

- faza fenologiczna i czas wykonywania zdjęć,

- wiek roślin,

- wysokość terenu n.p.m.

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (3)

2012-01-25

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (4)

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700

Długość fali [nm]

[

]

absorpcja przez

chlorofil

absorpcja przez w odę

barwniki

struktura komórkowa

woda zawarta w komórce

światło

widzialne

"bliska podczerwień"

podczerwień

Czynniki modyfikujące przebieg krzywej spektrofotometrycznej

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (5)

Typowy kształt odbicia promieniowania od zielonego liścia.

2012-01-25

Maksima odbicia promieniowania:

1. W zakresie światła widzialnego - odpowiedzialne barwniki

2. W zakresie bardzo bliskiej NIR - odpowiedzialna struktura

komórkowa

3. W zakresie bliskiej IR - odpowiedzialna woda zawarta w komórce

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (6)

2012-01-25

Ad. 1 Barwniki :

różnice w odbiciu promieniowania przez górną i dolną stronę liścia

(dolna strona odbija więcej w zakresie światła widzialnego) -

różnice wynikające ze względu na koncentracje chlorofilu w

miękiszu palisadowym

Zakresy absorpcji promieniowania dla poszczególnych pigmentów.

Pigment

Zakresy promieniowania (nm)

chlorofil a

360 - 440 i 600 - 700

chlorofil b

400 - 460 i 600 - 680

protochlorofil

400 - 460

karoten

380 - 510

ksantofil

400 - 510

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (7)

2012-01-25

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (8)

2012-01-25

BARWNIKI + STRUKTURA KOMÓRKI

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (9)

2012-01-25

BARWNIKI + STRUKTURA KOMÓRKI

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (10)

2012-01-25

Ad 2. Struktura komórki:

Przekroje poprzeczne

przez igłę sosny Pinus

silvestris L.

A - nieuszkodzona

B - uszkodzenie emisjami

przemysłowymi

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (11)

2012-01-25

Odbicie promieniowania od liścia i kory

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (12)

2012-01-25

Ad 3. Zawartość wody w komórce



maksima absorpcji dla wody zawartej w liściu przypadają na długości

fal = 450 i 950 oraz = 2500 nm.

- odpowiada to naturalnie minimom krzywych spektrofotometrycznych.


powyżej 2500 nm nie stwierdza się już praktycznie odbicia.



rośliny wypromieniowują jednak zaabsorbowaną, skumulowaną

i przez siebie wyprodukowaną energię cieplną (Kadro, 1981).

Krzywe spektrofotometryczne roślinności (13)

2012-01-25

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (1)

CIR - Colour InfraRed = Barwne zdjęcia spektrostrefowe

2012-01-25

Lotnicze zdjęcie spektrostrefowe:



czas wykonywania zdjęć (okres wegetacji)



film spektrostrefowy (Kodak 2443)



jakość radiometryczna zdjęcia lotniczego

(wskaźnik barw)



trasa nalotu



obiektywy (210, 300)



skala zdjęć lotniczych (1:5000 - 1:9000)



pokrycie terenu (80% podłużne; 35%

poprzeczne)

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (2)

2012-01-25

Czas wykonywania zdjęć



okres wegetacji zróżnicowany w zależności od gatunku



drzewa oraz wysokości n.p.m. (fenologia)



dobra widoczność na 20-25 km



godziny południowe (+2 lub -2 godziny po osiągnięciu zenitu
przez słońce)

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (3)

2012-01-25

Barwny film spektrostrefowy (1):



Nowość!!! KODAK -AEROCHROME III Infrared Film 1443 (następca

2443 USA),



Film KODAK Aerochrom InfraRed 2443 składa się z trzech

warstw światłoczułych, z których 2 reagują na promieniowanie

widzialne, a trzecia na bliskie podczerwone.



KODAK - SO 131 (USA),



SN (prod. dawnego ZSSR).



Rosyjskie filmy spektrostrefowe wszystkie (prócz SN-23) są

praktycznie dwuwarstwowe i negatywowe, w przeciwieństwie do

trójwarstwowych materiałów odwracalnych Kodaka.

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (4)

2012-01-25

Do warstwy dolnej, uczulonej na

promieniowanie podczerwone,

wprowadzono barwnik niebiesko-

zielony. Do warstwy górnej,

uczulonej na promieniowanie

zielone - barwnik żółty, a do

środkowej reagującej na

promieniowanie czerwone -

barwnik purpurowy.
Wszystkie jednak warstwy są

wrażliwe na niepożądane w tym

wypadku - promieniowanie

niebieskie, które można

wyeliminować zakładając na

obiektyw kamery filtr "minus -

niebieski" czyli żółty (Tzschupke,

1984).

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (5)

Barwny film spektrostrefowy (2):

2012-01-25

„Fałszywe” kolory na filmie CIR Kodak 2443



barwa niebieska odpowiada zielonej w naturze:



barwa zielona odpowiada czerwonej w naturze;



barwa czerwona odpowiada niewidzialnemu zakresowi



promieniowania w bliskiej podczerwieni (NIR)

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (6)

2012-01-25

Trasa nalotu (Schneider 1989):



właściwie dobrana do konfiguracji terenu (W-E) (N-E)



odpowiedni czas nalotu (godziny przedpołudniowe - stoki E)



„spagetthi” - nawigacja DGPS

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (7)

2012-01-25

Korona z uszkodzeniem

Warunki oświetlenia koron

Korona bez uszkodzeń

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (8)

2012-01-25

Zalety zdjęć spektrostrefowych:

Wg. Schneider (1989) zaletą barwnych zdjęć spektrostrefowych jest to iż:


dokumentują i są podstawą do cyklicznych porównań;



pozwalają na znaczne zaoszczędzenie czasu pracy interpretatorów;



zawierają w sobie bardzo dużo informacji;



uszkodzenia koron drzew przy użyciu tych zdjęć i wyraźnych kryteriów

stają się sprawdzalne i obiektywne;



na zdjęciu czytelna jest cała korona wraz z partią szczytową, od której

rozpoczyna się obumieranie drzewa;



pozwalają na wspólną ocenę a w szczególności na ujęcie wpływu

czynników abiotycznych i kompleksowych, powodujących stany

chorobowe lasu

Ujęcie stanu zdrowotnego lasu na

barwnych zdjęciach spektrostrefowych (9)

2012-01-25

CIR – kamera cyfrowa

2012-01-25

Klucz fotointerpretacyjny (1)



Do 14 dni po wykonaniu zdjęć CIR lub krócej w zależności od pory roku



Wybór terenów wzorcowych: gatunek, fenotyp, wysokość n.p.m.,

spadek, wystawa stoków, podłoże geologiczne, uwilgotnienie

gleby, lokalne uwarunkowania rozwoju wegetacji , etc



Przygotowanie map (analogowych, cyfrowych – PDA + GPS)



Wydruk powiększonych fragmentów zdjęć lotniczych



Nawigacja GPS do obszarów wzorcowych



Wykonanie zdjęć naziemnych oraz szkiców



Wykonanie opisu i wspólny trening grupy taksatorów



Pomiar DGPS wybranych drzew, płatów roślinności



Prace kameralne



Testy okresowe



Analizy statystyczne – mapy uszkodzenia drzewostanów, intensywnosci

2012-01-25

Klucz fotointerpretacyjny (2)

2012-01-25

Zastosowanie teledetekcji w określaniu

stanu zdrowotnego drzewostanów

Commission of the European

Communieties

Directorate – Generate for Agriculture

1992



technologia filmów CIR



parametry nalotu fotogrametrycznego



koncepcja inwentaryzacji



fotointerpretacja



statystyka

2012-01-25

Planowanie nalotów i koncepcja inwentaryzacji

2012-01-25

Ekotyp:

świerk szczotkowy

bez

objawów chlorozy

Stopnie uszkodzeń

0-2.2

Klucz fotointerpretacyjny:



Stereopary zdjęć lotniczych

CIR Kodak Aerochrome 2443

oraz


naziemne zdjęcie na filmie

barwnym

2012-01-25

Ekotyp: świerk szczotkowy

bez objawów chlorozy

2012-01-25

2.1

2.2

Ekotyp:

świerk grzebieniasty

bez

objawów chlorozy

Stopnie uszkodzeń

0-2.2

2012-01-25

Ekotyp: świerk grzebieniasty

bez objawów chlorozy

2012-01-25

Stopnie uszkodzeń świerka

Stopnie chlorozy na świerku

2012-01-25

Formy pokroju korony sosny

2012-01-25

Struktura koron sosny

2012-01-25

Sosna zwyczajna (Pinus silvestris L.)

bez objawów chlorozy

2012-01-25

Stopnie chlorozy

Na koronie

Sosny zwyczjnej

Pinus silvestris L.

2012-01-25

Jodła

pospolita

bez

objawów

chlorozy

Klasy

uszkodzeń

0-2.1

2012-01-25

Jodła

pospolita

bez objawów

chlorozy

Klasy

uszkodzeń

2.2-4

2012-01-25

Jodła pospolita

bez objawów

chlorozy

Klasy uszkodzeń

0-3.2

2012-01-25

Buk zwyczjany

Fagus silvatica

Korona silna stuktura

Korona bez wyraźnej struktury

2012-01-25

Buk

zwyczajny

stopnie

chlorozy

2012-01-25

Dęby

2012-01-25

Dęby

Chloroza

2012-01-25

Ortofotografia – 1:13.000

CIR – Puszcza Piska

2012-01-25

CIR – Puszcza Piska

CIR – Gorce 1997, skala 1:10.000

2012-01-25

CIR – Gorce 1997, skala 1:10.000

2012-01-25

CIR – Gorce 1997, skala 1:10.000

2012-01-25

CIR – Gorce 1997, skala 1:10.000

2012-01-25

CIR – Gorce 1997, skala 1:10.000

2012-01-25

CIR – Gorce 1997, skala 1:10.000

2012-01-25

CIR – Gorce 1997, skala 1:10.000

2012-01-25

Praktyczne zastosowania (1)

Kartowanie szaty roślinnej w BgPN

1991 rok

2002 rok

2012-01-25

Praktyczne zastosowania (2)

Kartowanie g.g.l. w BgPN

2012-01-25

Praktyczne zastosowania (3)

1954

1987

1997

Zmiany w użytkowaniu ziemi w GPN

2012-01-25

Praktyczne zastosowania (4)

Struktura górnoreglowych borów świerkowych w BgPN

2012-01-25

Praktyczne zastosowania (5)

Struktura górnoreglowych borów świerkowych w TPN

2012-01-25

Cyfrowe kamery lotnicze

VexcelCam X 10cm; Bildflug-ProGea Sept. 16.10.2007

RGB

2012-01-25

CIR

Cyfrowe kamery lotnicze

VexcelCam X 10cm; Bildflug-ProGea Sept. 16.10.2007

2012-01-25

Cyfrowe kamery lotnicze

VexcelCam X 10cm; Bildflug-ProGea Sept. 26.09.2007

2012-01-25

Cyfrowe kamery lotnicze

VexcelCam X 10cm; Bildflug-ProGea Sept. 26.09.2007

2012-01-25

CIR Espoo, Finlandia

Vexcel camera piksel 15 cm

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
doWydruku 4 G Bazy danych 2012
doWydruku 5b G GNSS 2012
doWydruku 5a G Topografia 2012
doWydruku 1 G Wprowadzenie geomatyki 2012
Fizyka 0 wyklad organizacyjny Informatyka Wrzesien 30 2012
pmp wykład podmioty 2011 2012
Cukrzyca ciężarnych 2012 spec anestetyczki
KOMPLEKSY POLAKOW wykl 29 03 2012
Biotechnologia zamkniete użycie (2012 13)
Alergeny ukryte Sytuacja prawna w Polsce i na Świecie E Gawrońska Ukleja 2012
NIEDOKRWISTOŚCI SEM 2011 2012
ANALIZA RYNKU NIERUCHOMOŚCI KOMERCYJNYCH W KRAKOWIE W LATACH 2008 2012
Niewydolność krążenia 2012
13 04 2012 TEST KOŃCOWY GASTROLOGIAid 14559 ppt

więcej podobnych podstron