Rafał Pudełko Małgorzata Kozak Anna Jędrejek. Indeksy krajobrazu - wprowadzenie Indeksy krajobrazu - UAV Indeksy krajobrazu - zdjęcia radarowe

Transkrypt

1 Rafał Pudełko Małgorzata Kozak Anna Jędrejek Indeksy krajobrazu - wprowadzenie Indeksy krajobrazu - UAV Indeksy krajobrazu - zdjęcia radarowe 1

2 Krajobraz: to co widzimy i co jest objęte horyzontem to krajobraz lub panorama W. Nałkowski (1901) oznacza bardziej lub mniej typowy dla danego regionu widok, będący zewnętrznym wyrazem środowiska geograficznego - T. Wilgat (1965) rozumiany jako tło i wynik dziejów - S. Vincenz (1980) Krajobraz to całokształt odbieranego przez zmysły zespołu różnych zjawisk C. Schmollgruber (1994) Krajobraz, jest pojęciem abstrakcyjnym, ponieważ odbieramy go nie jako całość, lecz poprzez pojedyńcze widoki [...] Na podstawie: U. Myga-Piątek, 2001 Spór o pojęcie krajobrazu w geografii i dziedzinach pokrewnych". Przegląd geograficzny, T. 73, z. 1-2, s

3 Peter Paul Rubens - Landschaft mit Vogelfänger Kartometryczność - cecha oznaczająca, że obraz (ortofoto)mapy może być wykorzystywany do przeprowadzania pomiarów, w celu określenia cech ilościowych prezentowanych zjawisk i obiektów (liczebność, rozmiar, odległość, powierzchnia). /W. Karaszkiewicz, Leksykon Geomatyczny, PTIP/ 3

4 Przekaz /wymiar/ indeksów: Zróżnicowanie siedlisk (biotopu) ujęta jednym indeksem lub indeksami: lesistości, otwartości terenu, zurbanizowania Intensywności i rozproszenia wegetacji Wpływ antropopresji na krajobraz pierwotny /obiekty liniowe, zmiany użytkowania/ Obiekty w krajobrazie /drzewa śródpolne, oczka wodne, zabudowa rozproszona/ Punkt widokowy miejsce lub punkt topograficznie wyniesiony w terenie, z którego układ wizualny obszaru widzenia dla obserwatora jest szeroki i daleki; Ustawa Artykuł 9, punkt 15 c) FILM 4

5 Ustawy o ochronie krajobrazu: Ustawa z dnia 24 kwietnia 2015 r. o zmianie niektórych ustaw w związku ze wzmocnieniem narzędzi ochrony krajobrazu Art. 17a. 1. Na terenie parku krajobrazowego zabrania się lokalizacji obiektów budowlanych będących dominantami krajobrazowymi. Art. 38a. 1. Dla obszaru województwa sporządza się, nie rzadziej niż raz na 20 lat, audyt krajobrazowy. 2. Audyt krajobrazowy identyfikuje krajobrazy występujące na całym obszarze województwa, określa ich cechy charakterystyczne oraz dokonuje oceny ich wartości. 5

6 UAV Indeksy krajobrazu

7 Projekt KIK 25 monitoring krajobrazu Monitoring krajobrazu w ramach projektu Ochrona różnorodności gatunkowej cennych przyrodniczo siedlisk na użytkach rolnych na obszarach Natura 2000 w woj. Lubelskim (KIK-25). Główne cele projektu ocena wpływu różnych praktyk rolniczych (w tym programu rolnośrodowiskowego) na różnorodność biologiczną; stworzenie sieci monitoringu różnorodności biologicznej na użytkach rolnych na przykładzie woj. lubelskiego; upowszechnianie wiedzy na temat cennych siedlisk przyrodniczych na użytkach rolnych w woj. lubelskim, a także znaczenia różnorodności biologicznej w agroekosystemach. Id SHDI SIDI MSIDI (Shannon's Diversity Index ) (Simpson's Diversity Index) (Modified Simpson's Diversity Index) 5c b

8 Metryki krajobrazu 1. Powierzchnia i proporcja klas na mapie 2. Liczba klas 3. Różnorodność krajobrazu 4. Zróżnicowanie kształtu elementów krajobrazu Wskaźniki kompozycji krajobrazu 5. Strefy centralne 6. Izolacja elementów krajobrazu 7. Granice i kontrast pomiędzy elementami krajobrazu 8. Fragmentacja krajobrazu 9. Analiza łączności pomiędzy elementami krajobrazu Wskaźniki konfiguracji krajobrazu Jacek Urbański Gis w badaniach przyrodniczych

9 Metryki krajobrazu 1. Powierzchnia i proporcja klas na mapie 2. Liczba klas 3. Różnorodność krajobrazu 4. Zróżnicowanie kształtu elementów krajobrazu 5. Strefy centralne 6. Izolacja elementów krajobrazu 7. Granice i kontrast pomiędzy elementami krajobrazu 8. Fragmentacja krajobrazu 9. Analiza łączności pomiędzy elementami krajobrazu wektoryzacja klasyfikacja

10 Narzędzia Fragstat Zalety: łatwa dostępność szeroki wachlarz wskaźników (> 100 metryk) szeroka dokumentacja teoretyczna i techniczna łatwość implementacji danych wsadowych Wady: brak uniwersalnej miary różnorodności struktury krajobrazu wpływ przyjętej skali przestrzennej na obraz struktury krajobraz niewyjaśnione zachowanie niektórych metryk krajobrazu w różnych skalach czułość metryk na zmiany liczby tematycznych wydzieleń i ich klasyfikację

11 Dane obrazowe Zdjęcia satelitarne Zdjęcia lotnicze Zdjęcia niskopułapowe

12 Teledetekcja niskopułapowa N W E S

13 Teledetekcja niskopułapowa

14 Przetwarzanie niemetrycznych zdjęć niksopułapowych

15 Przetwarzanie niemetrycznych zdjęć niksopułapowych Obraz vs. Indeks Tworzenie obiektów poprzez segmentację obrazu w regionach o podobnych właściwościach spektralnych

16 Przetwarzanie niemetrycznych zdjęć niksopułapowych Segmentacja jest kluczowym procesem w wydzielaniu geokomponentów, dlatego ważne jest odpowiednie dobranie parametrów segmentacji dla każdego ze zdjęć: Skala Stosunek koloru do kształtu Stosunek wygładzenia do zwartości Program ecognition

17 Przetwarzanie niemetrycznych zdjęć niksopułapowych

18 f (odl: x) Przetwarzanie niemetrycznych zdjęć niksopułapowych γ próg නpróg නγ h h h max = rozdzielczość pozioma panoramy

19 Przetwarzanie niemetrycznych zdjęć niksopułapowych Średni ważony odległością indeks wegetacji i ilość pikseli ŚWOIW = i=1 i VI f odl: x i f odl: x to F obiektywu z zakresu ŚWOIW = i i=1 IR R IR + R i f odl: x jeżeli ቊ NDVI > 0,2 to NDVI NDVI < 0,2 to 0

20 Przetwarzanie niemetrycznych zdjęć niksopułapowych Indeks wagi klas użytkowania terenu IWKUT = i=1 i klasa waga f odl: x i i ilość pikseli f odl: x to F obiektywu z zakresu (0... 1) klasa = waga = 1 n 1... i n i klasa 1 = 0... klasa i = 1 n liczba klas

21 Indeksy krajobrazu: zdjęcia radarowe

22 Zobrazowania radarowe WEB OF SCIENCE key words: FRAGSTAT or landscape metric and radar or SAR or Sentinel-1

23 Zobrazowania radarowe Widmo fali elektromagnetycznej X-Band C-Band L-Band λ = 3 cm λ = 6 cm λ = 23 cm

24 Zobrazowania radarowe

25 Dominanty w krajobrazie (sztuczne) Elementy Antropopresji (udział) Zobrazowania radarowe

26 Zobrazowania radarowe Różnice w detekcji powierzchni: * kolor vs. tekstura

27 Klasyfikacja upraw Zobrazowania radarowe

28 Zobrazowania radarowe Zalety teledetekcji radarowej w porównaniu do teledetekcji optycznej niezależność oświetlenia słonecznego (pomiary w dzień i w nocy) niezależność od warunków atmosferycznych (chmury, mgła, zanieczyszczenia atmosfery) możliwość prowadzenia ciągłej obserwacji powierzchni Ziemi wrażliwość na właściwości dielektryczne (zawartość wody, biomasa, lód) wrażliwość na chropowatość powierzchni (szybkość wiatru oceanicznego) wrażliwość na przedmioty wykonane przez człowieka penetracja podpowierzchniowa

29 Zobrazowania radarowe Wady teledetekcji radarowej trudność w zrozumieniu otrzymanych pomiarów złożone przetwarzanie otrzymanych pomiarów trudność w interpretacji wizualnej dane o dużym rozmiarze