Teledetekcja zdrowotności lasów za pomocą średniej podczerwieni. Natalia Zalewska

Podobne dokumenty
Podstawy Geomatyki Wykład VI Teledetekcja 2. Remote sensing methods based on multispectral satellite images (passive methods)

Zobrazowania hiperspektralne do badań środowiska podstawowe zagadnienia teoretyczne

Sylwia A. Nasiłowska , Warszawa

PRZESTRZENNE BAZY DANYCH

POLWET SYSTEM MONITOROWANIA OBSZARÓW MOKRADEŁ RAMSAR Z WYKORZYSTANIEM DANYCH SATELITARNYCH

Sentinel Playground. Aplikacja dostępna jest pod adresem internetowym: Ogólne informacje o aplikacji

Kompleksowy monitoring dynamiki drzewostanów Puszczy Białowieskiej z wykorzystaniem danych teledetekcyjnych

Geoinformacja Interpretacja danych teledetekcyjnych. XIII. Obliczenie indeksu wegetacji NDVI

Wykorzystanie wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych firmy Planet w rolnictwie precyzyjnym

Ekologia 10/16/2018 NPP = GPP R. Produkcja ekosystemu. Produkcja pierwotna. Produkcja wtórna. Metody pomiaru produktywności. Ekosystemy produktywność

KP, Tele i foto, wykład 3 1

Określanie defoliacji drzewostanów sosnowych z wykorzystaniem zobrazowań satelitarnych Landsat

KP, Tele i foto, wykład 2 1

Dane teledetekcyjne. Sławomir Królewicz

Potencjalne możliwości zastosowania nowych produktów GMES w Polsce

Kompleksowy monitoring procesów hydrometeorologicznych

Podstawy Geomatyki Wykład VI Teledetekcja 1

Teledetekcja w ochronie środowiska. Wykład 2

TELEDETEKCJA W MIEŚCIE CHARAKTERYSTYKA SPEKTRALNA RÓŻNYCH POKRYĆ DACHÓW, CZYLI ZMIANA FACHU SKRZYPKA NA DACHU

Teledetekcja w kartografii geologicznej. wykład I

Charakterystyka danych teledetekcyjnych jako źródeł danych przestrzennych. Sławomir Królewicz

Satelity najnowszych generacji w monitorowaniu środowiska w dolinach rzecznych na przykładzie Warty i Biebrzy - projekt o obszarach mokradeł - POLWET

TELEDETEKCJA. Jan Piekarczyk

Wkład nauki dla poprawy działań w rolnictwie

Nowe metody badań jakości wód wykorzystujące technikę teledetekcji lotniczej - przykłady zastosowań

Menu. Badania temperatury i wilgotności atmosfery

LABORATORIUM METROLOGII

Oferta produktowa Zakładu Teledetekcji

PL B1. OPEGIEKA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Elbląg, PL BUP 09/17

Wyznaczanie indeksu suszy TVDI przy użyciu wolnego oprogramowania i bezpłatnych zdjęd satelitarnych

Rozwój teledetekcji satelitarnej:

gospodarki innowacyjnej

Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman

Ta nowa metoda pomiaru ma wiele zalet w stosunku do starszych technik opartych na pomiarze absorbancji.

ZASTOSOWANIE ANALIZY ZDJĘĆ SATELITARNYCH DO OCENY ZMIENNOŚCI TERMIKI PODŁOŻA NA OBSZARACH ZURBANIZOWANYCH

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych Landsat TM do badania kondycji roślinności

OCENA STANU ROŚLINNOŚCI NA ZIELONYCH ŚCIANACH Z WYKORZYSTANIEM METOD TELEDETEKCYJNYCH

MONITOROWANIE WZROSTU I PLONOWANIA ZBÓŻ METODAMI TELEDETEKCJI

Mirosław Darecki. Instytut Oceanologii Polskiej Akademii Nauk

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji Vol. 9,1999, s ISBN

Ćwiczenie 1. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp. Część teoretyczna.

Geoinformacja - Interpretacja danych teledetekcyjnych. Ćwiczenie I

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

PODSTAWY METODY SPEKTROSKOPI W PODCZERWIENI ABSORPCJA, EMISJA

Pomiar wilgotności cukru transportowanego do silosu

SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI - MOŻLIWOŚCI I ZASTOSOWANIA

Optyczna spektroskopia oscylacyjna. w badaniach powierzchni

PODSTAWY BARWY, PIGMENTY CERAMICZNE

Stan aktualny i perspektywy rozwoju małej retencji wodnej w świetle analiz przestrzennych.

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

Szczegółowa charakterystyka przedmiotu zamówienia

ZAŁ. 2 - WARUNKI UDZIAŁU W POSTĘPOWANIU

Dane najnowszej misji satelitarnej Sentinel 2 przyszłością dla rolnictwa precyzyjnego w Polsce

IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni

ZASTOSOWANIE TERMOGRAFII W WYKRYWANIU STRAT CIEPŁA BUDYNKÓW I AWARII SIECI CIEPŁOWNICZEJ

Teledetekcja i fotogrametria obszarów leśnych Podstawy teledetekcji i fotogrametrii

Zróżnicowanie wskaźników teledetekcyjnych i biometrycznych

Dane LiDAR jako wsparcie podczas opracowań raportów OOŚ

ZDALNA REJESTRACJA POWIERZCHNI ZIEMI

POLITECHNIKA RZESZOWSKA ZAKŁAD CIEPŁOWNICTWA I KLIMATYZACJI WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII ŚRODOWISKA. dr inż. Danuta Proszak

Automatyczne sterowanie gotowaniem cukrzycy z zastosowaniem pomiaru masy kryształów metodą spektrometrii w bliskiej podczerwieni

Ćwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa

Promieniowanie podczerwone (ang. infrared IR) obejmuje zakres promieniowania elektromagnetycznego pomiędzy promieniowaniem widzialnym a mikrofalowym.

MONITORING POKRYCIA I UŻYTKOWANIA TERENU

Małgorzata Mycke-Dominko TELEDETEKCYJNA METODA KATEGORYZACJI ZAGROŻENIA POŻAROWEGO LASU FOREST FIRE RISK CATEGORISATION DERIVED FROM SATELLITE IMAGES

Teledetekcja wsparciem rolnictwa - satelity ws. dane lotnicze. rozwiązaniem?

Stanisław Białousz. Marek Mróz WYKORZYSTANIE ZDJĘĆ LOTNICZYCH I SATELITARNYCH W ROLNICTWIE

Teledetekcja w ujęciu sensorycznym

LIWOŚCI WYKORZYSTANIA DRONÓW DO CHARAKTERYSTYKI I OCENY ŚRODOWISKA. dr inż.. Monika Badurska. Otwarte seminarium 2015

We bring all EO Data to user. Copyright ESA Pierre Carril

REFERENCJE. Polecamy firmę Plantalux Sp. z o.o. jako godnego zaufania producenta lamp LED do doświetlania upraw szklarniowych.

Identyfikacja siedlisk Natura 2000 metodami teledetekcyjnymi na przykładzie torfowisk zasadowych w dolinie Biebrzy

Ćwiczenie 31. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

OCENA PODATNOŚCI LASU NA POŻAR NA PODSTAWIE OBRAZÓW SATELITARNYCH NOAA-AVHRR

Modelowanie bilansu węgla organicznego w ekosystemach leśnych na potrzeby projektu Leśne Gospodarstwa Węglowe

ŚRODOWISKO NATURALNE CZŁOWIEKA: BIOSFERA CZY CYWILIZACJA? WYKŁAD 3 BIOSFERA: OBIEG WĘGLA

Spektroskopia ramanowska w badaniach powierzchni

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w jakościowej i ilościowej analizie organicznej

Teledetekcja w hydrologii i meteorologii

MOŻLIWOŚCI DIAGNOSTYKI WYŁADOWAŃ NIEZUPEŁNYCH POPRZEZ POMIAR ICH PROMIENIOWANIA ULTRAFIOLETOWEGO

Fizyczne metody badania środowiska TELEDETEKCJA TELEDETEKCJA. Podstawy teledetekcji i przetwarzania zdjęć satelitarnych.

Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

Zdjęcia satelitarne w badaniach środowiska przyrodniczego

SKUTECZNOŚĆ IZOLACJI JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

Metody optyczne w medycynie

PL B1. Aberracyjny czujnik optyczny odległości w procesach technologicznych oraz sposób pomiaru odległości w procesach technologicznych

FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA

JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

Forested areas in Cracow ( ) evaluation of changes based on satellite images 1 / 31 O

Pomiary widm fotoluminescencji

Dzień dobry. Miejsce: IFE - Centrum Kształcenia Międzynarodowego PŁ, ul. Żwirki 36, sala nr 7

Wpływ wilgotności gleby i roślinności na sygnał mikrofalowy w paśmie C zastosowanie Sentinel1

METODYKA POMIARÓW WIDM FLUORESCENCJI (WF) NA MPF-3 (PERKIN-HITACHI)

Wykorzystanie teledetekcji satelitarnej przy opracowaniu mapy przestrzennego rozkładu biomasy leśnej Polski

WYZNACZANIE EMISYJNOŚCI I TEMPERATURY OBIEKTÓW Z ZASTOSOWANIEM KAMERY TERMOWIZYJNEJ

Załącznik Nr 1. do umowy. Zestawienie środków trwałych wraz z ich opisem i podstawowymi parametrami technicznymi

Mikroskopia konfokalna: techniki obrazowania i komputerowa analiza danych.

Transkrypt:

Teledetekcja zdrowotności lasów za pomocą średniej podczerwieni Natalia Zalewska

Powiązanie zawartości wody z zawartością chlorofilu i karotenu w liściach roślin Przebieg krzywej spektralnej roślinności w zakresie widzialnym (0,4 0,7 μm) posiada: - minima reflektancji w przedziale niebieskim (0,4-0,5 μm) i czerwonym (0,6-0,7 μm), - maksimum reflektancji w zakresie zielonym (0,5-0,6 μm). Minima są wynikiem pochłaniania promieniowania wykorzystywanego w procesie fotosyntezy. Natomiast maksymalne odbicie w zakresie zielonym skutkuje tym, że roślinność postrzegana jest w barwie zielonej. Przy analizach szaty roślinnej użyteczne są również zakresy podczerwieni średniej (1,55 1,75 μm oraz 2,05 2,40 μm). Są one rzadziej stosowane w teledetekcji lotniczej, ale są używane przez skanery satelitarne i często stosowane do oceny kondycji lasów. Ostatnim zakresem podczerwieni stosowanym w teledetekcji jest promieniowanie termalne. Zdjęcia termalne rejestrują emisję w zakresach okien atmosferycznych: (3-5 μm oraz 8-14 μm). Zobrazowania w tym zakresie rejestrują rozkład temperatury. Ich zastosowanie to m.in. budownictwo (wykrywanie wad izolacji budynków), analizy klimatu miast (lokalizacja tzw. wysp ciepła), monitorowanie cieków i zbiorników wodnych (zrzuty wód z zakładów przemysłowych), a także analizy zagrożenia pożarowego lasów, czy prognozowanie plonów. Dodatkowo promieniowanie mikrofalowe jest nośnikiem interesujących informacji dotyczących na przykład wilgotności, jednak jego pomiary, zwane pasywnymi, charakteryzują się małą rozdzielczością przestrzenną. Lepszą rozdzielczość przestrzenną uzyskuje się wtedy, gdy pomiary w paśmie mikrofalowym wykonywane są w trybie aktywnym. (T. Zawiła-Niedźwiecki. Teledetekcja i fotogrametria obszarów leśnych)

Chlorofil-a Długość fali Absorbancja Maksimum1 431,07 nm 1,005 Maksimum2 662,03 nm 0,804 Chlorofil-b Długość fali Absorbancja Maksimum1 458,03 nm 0,583 Maksimum2 646,00 nm 0,190

β-karoten Długość fali Absorbancja Maksimum1 454,05 nm 0,303 Dane przykładowe liści pietruszki

I/I0 = T T transmitancja A = -ln(t) A- absorbancja gdzie: I0 intensywność wiązki padającej na próbkę, I intensywność wiązki po przejściu przez próbkę. I/I0 = R A= - ln (R) A- absorbancja R- reflektancja gdzie: I0 intensywność wiązki padającej na próbkę, I intensywność wiązki po odbiciu od próbki

Modelowane widma współczynnika odbicia wody dla stężenia chlorofilu 3, 30 i 300 mg.m3 fluorescencyjnie ( linie ciągłe) i bez fluorescencji (kropkowany).

Normalized Difference Water Index- NDWI Mid-wave infrared Normalized Difference Water Index lepsze wydobywanie informacji sygnatur wody z tła i zaszumienia szczególnie w obszarach zabudowanych tłumienie cech lądowych a wzmacnianie wodnych (Woda będzie miała większe wartości dodatnie niż w NDWI jako że absorbuje więcej promieniowania w MIR niż w NIR ) większy kontrast między wodą a otoczeniem łatwiejsze wykrywanie subtelnych różnic w jakości wody silna absorbancja wody występuje w długościach fal 1,4 i 1,9 μm oraz 2,90 (2,50) ; 4,65 ; 6,08 μm, słabe około 0,97 i 1,2 μm HANQIU XU Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery International Journal of Remote Sensing Vol. 27, No. 14, 20 July 2006, 3025 3033

Znormalizowane wskaźniki zawartości wody w liściach MNDWI- Mid-wave infrared Normalized Difference Water Index -najwieksza dokładność na zmiany wody w liściach najbardziej zalecany MSRWI-Mid-wave infrared Simple Ratio Water Index- najwyższa dokładność zawartości wody w liściach MSDWI-Mid-wave infrared Simple Ratio Water Index Rekomendowane do badań MNDWI: (Rλ1 Rλ2 )/(Rλ1+Rλ2 ) laboratoryjnych przy pomocy spektrometru oraz jako zastosowanie do MSRWI: Rλ1 /Rλ2 pomiarów z pułapów lotniczych i MSDWI: Rλ1 Rλ2 satelitarnych Saleem Ullah et al. Evaluation of three proposed indices for the retrieval of leaf water content from the mid-wave infrared (2 6 m) spectra. Agricultural and Forest Meteorology 171 172 (2013) 65 71

Wskaźniki EWT Equivalent Water Thickness i GWC Gravimetric Water Content GWC F = (FM - DM)/(FM) i GWC D = (FM DM)/(DM) Grawimetryczna zawartość wody (g) wyrażona jako masa wody na jednostkę masy świeżych/suchych liści FM masa świeżych liści DM- masa suchych liści EWT = (FM - DM)/(ρ w x leaf area) Objętość wody w liściu na jednostkę powierzchni liścia (cm) gdzie ρw jest stałą gęstości czystej wody (g/cm 3 ) SLW= DM/ leaf area- Specific Leaf Weight- zawartość suchej masy próbki (g/cm 2 ) Uwzględnia się : wagową zawartość wody na podstawie liści świeżej masy wagowa zawartość wody na podstawie suchej masy liści ciężar liści strukturę liści Do obliczenia wskaźnika EWT z pułapów lotniczych i satelitarnych wykorzystuje się wskaźniki NDWI (dane Landsat) NDWI (R850 - R2218)/(R850 - R1928) i (R850 - R1788)/(R850 - R1928) EWT (cm) = 0.045 [(R850 - R1788)/(R850 - R1928)] - 0.014 EWT (cm) = 0.080 [(R850 - R2218)/(R850 - R1928)] - 0.052 Bisun Datt Remote Sensing of Water Content in Eucalyptus Leaves Aust. J. Bot., 1999, 47, 909.923

Airborne Multispectral Infrared and Visible Imaging Spectrometer (MIVIS) data

Wskaźniki wykorzystujące dane z satelity MODIS Momadou Sow et al. Estimation of Herbaceous Fuel Moisture Content Using Vegetation Indices and Land Surface Temperature from MODIS Data. Remote Sens. 2013, 5, 2617-2638; doi:10.3390/rs5062617

Średnią i długą podczerwień stosuje się też pośrednio do określania wieku drzew- większa absorpcja wody u młodych drzew separacji gatunkowej- różnice w reflektancji Ilości drobnoustrojów- bakterii i glonów różnice w widmach reflektancji rozwoju drobnoustrojów przy gorących źródłach i określanie ph wody- (Park Yellowstone)- podczerwień termalna

Proponuje się zastosowanie wybranych kamer posiadających detektory w podczerwieni średniej IRC OEM CORE pracująca w zakresie 3.0 μm 5.0 μm, 3.6 μm 4.9 μm, 1.5 μm 5 μm IRC900 Series MWIR InSb Infrared Cameras pracująca w zakresie <1.0μm - 5.3μm IRC800 Series MWIR InSb Infrared Cameras pracująca w zakresie <1.0μm - 5.3μm FLIR RS6700 Series pracująca w zakresie 3.0 5.0 μm FLIR SC6000 MWIR Series pracująca w zakresie 3.0 5.0 μm ; 1.5 5.0 μm ; 3.0 5.0 μm ; 1.0 5.0 μm Oraz dodatkowo kamera temperatury. z detektorem do dalekiej podczerwieni w celu pomiarów IR-TCM 640 high resolution IR camera module pracująca w zakresie 7.5-14 μm

Dziękuję za uwagę