SLAJD 1

Nasza prezentacja dotyczy zastosowania metod teledetekcji w różnych dziedzinach gospodarki. By przybliżyć temat naszej prezentacji przypomnimy omówione już wcześniej zagadnienia.

SLAJD 2

Teledetekcja- To rodzaj badań, które wykonuje się z pewnej odległości za pomocą specjalistycznych sensorów. Badania te wykonuje się z samolotów, przestrzeni kosmicznej lub z powierzchni ziemi.

SLAJD 3

Metody teledetekcji

Aktywne

1)Sygnał jest wysyłany z instrumentu, a po odbiciu od obiektu, odbierany i analizowany. Przykładami są:

Radar (K)

Lidar (K)

Sodar lub sonar (K)

Pasywne

Oparte są na analizie sygnałów emitowanych przez obserwowany obiekt. Przykładami są:

Zdjęcia fotograficzne (K)

SLAJD 4

RADAR (zdjęcie)

Za pomocą radaru wysyłane są mikrofale, które służą do oceny prędkości obiektu (np. lecącego samolotu obserwowanego z ziemi) lub do oceny jego odległości od radaru.

SLAJD 5

LIDAR (zdjęcie)

Za pomocą lidara wysyłane jest światło:

Jeżeli nie napotka ono przeszkody na swej drodze to rozchodzi się bez zaburzeń. Natomiast kiedy napotka-odbija się od niej. Lidar służy np. do oceny ilości zanieczyszczeń w atmosferze. Cząstkami odbijającymi mogą być pyły zawieszone w atmosferze.

SLAJD 6

Sodar lub sonar (zdjęcia)

Wysyłane są fale akustyczne

SLAJD 7

Zdjęcia lotnicze (zdjęcia)

Kolorowe to zdj. Krosna

Szare to zdj. Paczkowa

SLAJD 8

Wykorzystanie teledetekcji dla potrzeb analizy sytuacji lub analizy zmian w obszarach będących pod wpływem działalności górniczej.

Przykładem zastosowania teledetekcji tradycyjnej mogą być prace badawcze prowadzone na obszarze kopalni Bełchatów oraz nowoczesnej teledetekcji dla kopalni siarki Jeziórko

SLAJD 9 (zdjęcie)

Rys. Monitoring stanu wegetacji na zwałowisku zewnętrznym kopalni Bełchatów, 1990 rok

W roku 1990 przeprowadzony został eksperyment teledetekcyjny z wykorzystaniem bardziej nowoczesnych technik (zdjęć satelitarnych SPOT). W wyniku przeprowadzonych badań wykonano inwentaryzację stanu wegetacji na zwałowisku zewnętrznym oraz porównano oba stany.

SLAJD 10 (zdjęcie)

Rys. Zmiany w szczelności obudowy roślinnej (fragment zwałowiska zewnętrznego kopalni Bełchatów)

W wyniku działalności górniczej w Bełchatowie powstało zwałowisko zewnętrzne, które od lat jest rekultywowane. Stan rekultywacji był monitorowany teledetekcyjnie. Przykładem może być mapa szczelności obudowy roślinnej z roku 1987 uzyskana na podstawie zdjęć lotniczych (1: 8500).

SLAJD 11 (zdjęcie)

Rys. Kompozycja w barwach umownych, w czerwonym kolorze kanał podczerwony (roślinność)

Innym przykładem wykorzystania danych teledetekcyjnych, w tym przypadku nowoczesnych, jest kopalnia siarki Jeziórko. W ramach projektu badawczego UE w 2001 roku uzyskano pierwsze w Polsce zobrazowania hiperspektralne.

Przeprowadzono próbę kartowania stanu rekultywacji na całym obszarze górniczym: Machów/Jeziórko oraz szczegółowego kartowania zanieczyszczenia gruntów siarką na obszarze kopalni Jeziórko.

SLAJD 12 (zdjęcie)

Rys. Przykład ekstrakcji tematycznej - mapa użytkowania terenu na obszarze zagłębia siarki: Machów/Jeziórko

SLAJD 13

Ochrona środowiska

Metody teledetekcji doprowadziły do badań w dziedzinie ochrony środowiska oraz treści i metod istotnych zmian:

W monitorowaniu zanieczyszczenia powietrza,

W monitorowaniu zanieczyszczenia wód śródlądowych i morskich,

W wykorzystaniu technologii zdalnego wykrywania informacji i analizy miejskiej ekologi

SLAJD 14 (zdjęcie)

Zanieczyszczenia powietrza

Zdjęcie satelitarne mgły i smogu nad wschodnimi Chinami

SLAJD 15 (zdjęcie)

Zanieczyszczenia wód

Plama ropy w Zatoce Meksykańskiej

Zobrazowanie radarowe z Envisata (w czerni i bieli)

SLAJD 16

Badanie rzek i zbiorników wodnych

Szybkość opracowania i niski kosz pozwala na operacyjne wykorzystanie metody celem dokumentowania stanu rzeki i zbiorników:

-W okresach poprzedzających powódź,

W celu określenia miejsca i odcinków zatorogenych, stanu zjawisk lodowych na dużych długościach rzek i na powierzchni zbiorników zaporowych oraz lokalizacji stref erozji zagrażającej bezpieczeństwu budowli wodnych.

-W okresie powodzi,

Do rejestracji komputerowej newralgicznych odcinków rzek i dolin w czasie lotów patrolowych,

Zalegania wód powodziowych i miejsc lokalnych podtopień.

-W okresie zanieczyszczeń

Podczas rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń np. w wyniku awarii technicznej (zasięg, szybkość)

SLAJD 17 (zdjęcie)

Zdjęcie wyk. z satelity „SPOT”- Jezioro Charzykowskie

METODA TA

Oparta jest o lotnicze zdjęcia terenu techniką wideo z wykorzystaniem techniki GPS wraz z towarzyszącymi pomiarami hydrometrycznymi oraz na opracowaniu komputerowym obrazów i edycją barwnych fotomap.

SLAJD 18 (zdjęcie)

SLAJD 19

Rolnictwo

Jednym z najważniejszych zadań teledetekcji jest wszechstronne wykorzystanie jej metod dla potrzeb rolnictwa.

SLAJD 20

*Prognozowanie plonów

Główny Urząd Statystyczny w każdym roku dokonuje szacowania plonów upraw. Stosowana metoda wizualnej oceny stanu upraw podczas wstępnego i końcowego szacunku wielkości plonów jest w dużej mierze subiektywna. Stąd też Zakład Teledetekcji IGIK (Instytut Geodezji i Kartografii) podjął prace badawcze, aby określić warunki wzrostu roślin uprawnych i oszacować plony. Obrazy satelitarne zostały wykorzystane jako źródło informacji o warunkach rozwoju roślin i wielkości plonów zbóż. Dla każdej dekady roku dla obszarów rolniczych Polski wyznaczono wskaźniki roślinności. Informacja o wielkości wskaźników była wprowadzana do modeli prognozowania plonów. Baza danych wskaźników i otrzymane statystyczne modele zostały wykorzystane do utworzenia wskaźników prognozowania, stosowanych następne do prognozy plonów w każdej dekadzie roku. Metoda została wykorzystana w sposób operacyjny do prognozowania plonów. Wyniki prac badawczych są przedstawione na wykresach ilustrujących proces prognozowania plonów

SLAJD 21 (zdjęcie)

Ilustracja przedstawia porównanie roku „dobrego” dla rolnictwa (2004) z rokiem w którym wystąpiła susza (2006)

SLAJD 22

*Monitorowanie kondycji i wzrostu roślin

W ramach współpracy z Departamentem Rolnictwa Głównego Urzędu Statystycznego od 1997 roku dokonywana jest ocena stanu roślin uprawnych w Polsce z wykorzystaniem zdjęć pozyskiwanych za pomocą satelitów meteorologicznych serii NOAA.

Ocenę te przeprowadza się na podstawie analizy zmienności wskaźnika roślinności NDVI w kolejnych fazach okresu wegetacyjnego. Mapy porównawcze charakteryzujące kondycję roślin są dostarczane do GUS-u w cyklu dekadowym.

Wykorzystuje się je do tworzenia prognoz dotyczących wielkości plonów głównych typów upraw.

Slajd 23 (zdjęcie)

Opracowanie metody oceny stanu roślinności na podstawie zdjęć wykonywanych z satelitów NOAA

SLAJD 24

*Rozpoznawanie upraw

W ramach misji europejskiego satelity ENVISAT działa urządzenie ASAR, którego parametry zostały dobrane tak, aby monitorowanie środowiska za pomocą zdjęć mikrofalowych było efektywne. Pojawiła się więc szansa na sprawdzenie, czy identyfikacja upraw z poziomu satelitarnego jest naprawdę skuteczna. Wątpliwości wynikają z tego, że wynik rozpraszania mikrofal zależy nie tylko od kształtu roślin, ale także od szeregu innych czynników, które mają przeważnie charakter losowy. Wilgotność powierzchniowa gleby, ilość wody zawartej w roślinach, kondycja roślin, stopień w jakim pokrywają one glebę - wszystko to wpływa znacząco na mikrofalowy obraz upraw. Największe znaczenie spośród wymienionych czynników ma wilgotność. Badania wykonane w różnych miejscach na świecie pokazują, że identyfikacja upraw na zdjęciach mikrofalowych jest najłatwiejsza w warunkach niewielkiego zróżnicowania przestrzennego wilgotności gleb.

SLAJD 25 (zdjęcie)

Analiza warunków rozróżnialności upraw odwzorowanych na mikrofalowych zdjęciach satelitarnych.

SLAJD 26

*Monitorowanie suszy rolniczej

Metody teledetekcyjne mogą dostarczyć informacji, które pozwolą na określenie niekorzystnych warunków wzrostu roślin wywołanych suszą poprzez przestrzenne określenie wartości ewapotranspiracji obliczonej m.in. jako funkcja temperatury radiacyjnej rejestrowanej przez satelitę NOAA.

W tworzonym systemie wykrywania susz, głównym źródłem informacji są dane teledetekcyjne, uzupełniane okresowo wynikami obserwacji meteorologicznych. Prowadzona jest analiza stanu roślin w ciągu całego okresu wegetacji, oraz ciągłe porównywanie aktualnego stanu roślin z sytuacją w minionych latach.

SLAJD 32

Zastosowanie teledetekcji w gospodarce przestrzennej

SLAJD 33

Projekt MOLAND

Metodologia analiz przestrzennych w ramach projektu składa się z trzech elementów:

SLAJD 34

„Detekcja zmian”

-Pozyskiwane są dane dotyczące obszarów.

-Dokonywana jest klasyfikacja obszarów ze względu na pełnione funkcje.

-Określenie zakresu analizy.

Po wyznaczeniu centralnego obszaru badania nakładany jest bufor, którego zasięg określony jest za pomocą wzoru.

SLAJD 35

„Zrozumienie”

-Celem jest wyznaczenie wskaźników charakteryzującym trendy i procesy zachodzące w badanych obszarach.

-Pomogą one zidentyfikować problemy występujące w miastach oraz opracować politykę miejską.

-Dzięki ujednoliconym wskaźnikom możliwe jest obiektywne porównywanie cech rozwojowych i przestrzennych wybranych miast.

SLAJD 36

„Tworzenie scenariuszy”

Trzecim etapem jest opracowanie prognozy uwzględniającej zmiany wykorzystania obszarów.

Prognoza powstaje za pomocą modelu opartego na automatach komórkowych. Są to systemy, w których przestrzeń uproszczona jest do postaci komórek „siatki kwadratów”

Do każdej komórki przypisany jest szereg odpowiadających jej charakterystyk, mierzonych w różnych okresach ich badań.

SLAJD 37

Proces pozyskiwania klas wykorzystania terenu polega na wyznaczeniu prawdopodobieństwa przejścia obszaru z jednej klasy do innej na podstawie właściwości danego obiektu i obiektów jemu sąsiednich.

Można dzięki temu prognozować wpływ na rozwój miast

SLAJD 38

Cele militarne i wojskowe

SLAJD 39 (zdjęcie)

Za pomocą zdjęć satelitarnych można przewidzieć zagrożenia militarne. Metoda ta stosowana jest przy obronność kraju.

SLAJD 40

Infrastruktura, transport, komunikacja

SLAJD 41 (zdjęcie)

Metody teledetekcji pozwalają określić położenie linii energetycznych

SLAJD 42 (zdjęcie)

SLAJD 43

Turystyka

SLAJD 44 (zdjęcie)

Oraz linii komunikacyjnych (dróg)

SLAJD 45 (zdjęcie)

Centrum Warszawy- satelita Ikonos

SLAJD 48

Planowanie przestrzenne

Przy planowaniu przestrzennym wykorzystuje się zdjęcia lotnicza i stal elitarne do stworzenia modelu 3D. Ułatwia to zagospodarowanie przestrzenne np. miast, wsi.

SLAJD 49 (zdjęcie)

Chicago, West Loop Park- na podstawie zdjęć z Ikonosa

SLAJD 50

Bibliografia

SLAJD 51

Dziękujemy za uwagę 

---