Zastosowanie informacji satelitarnej dla środowiska w budowaniu gospodarki innowacyjnej dla samorządów terytorialnych Prof. dr hab. Katarzyna Dąbrowska-Zielińska www.igik.edu.pl Organizacja i struktura Infrastruktury Informacji Przestrzennej w samorządach terytorialnych 19.04.2017 r.
Centrum Teledetekcji IGiK Założone w 1976r. jako Ośrodek Przetwarzania Obrazów Lotniczych i Satelitarnych (OPOLiS) realizujący unikatowe prace z użyciem nowoczesnych technik teledetekcji. Wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu badań naukowych i prac badawczo-rozwojowych w zakresie wykorzystywania zdjęć lotniczych i satelitarnych do pozyskiwania informacji o obiektach, zjawiskach i procesach zachodzących na powierzchni Ziemi. Obecnie realizowane są różnorodne tematy badawcze przy wykorzystaniu danych optycznych w zakresie widzialnym i podczerwieni termalnej oraz zdjęć radarowych Szeroka współpraca z instytucjami i firmami spoza sektora kosmicznego (np. sektor energetyczny, grupy producentów rolnych, GUS). 5/5/2017 2
Centrum Teledetekcji ma wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu badań naukowych i prac badawczorozwojowych w zakresie wykorzystywania zdjęć lotniczych i satelitarnych do pozyskiwania informacji o obiektach, zjawiskach i procesach zachodzących na powierzchni Ziemi W Centrum Teledetekcji opracowano modele dla prognozowania wysokości plonów upraw rolniczych. Na podstawie zdjęć satelitarnych Centrum Teledetekcji monitoruje wzrost roślin i rozpoznaje obszary zagrożone redukcją plonów. Co dekadę dostarczamy informację w sezonie wegetacyjnym. Przedstawiamy mapy prognozowanych plonów zbóż dla każdej powierzchni 1 km2 jak również dla gmin i powiatów jak również dla każdego pola upraw rolniczych. W rozwiniętych przez nas modelach pokazujemy w jakiej dekadzie roku najbardziej istotnej dla roślin nastąpiła zbyt mała wilgotność gleby w strefie korzeniowej roślin. Na podstawie informacji satelitarnej powstał Serwis dla rolników ASAP, którego zadaniem jest zastosowanie najnowszych technologii opartych na danych satelitarnych i lotniczych w celu: dostarczenia kompleksowych usług i produktów opracowanych na podstawie danych satelitarnych dla Sektora Rolniczego i w ten sposób wspieranie rolników indywidualnych na każdym etapie produkcji. Dla całego województwa z podziałem na powiaty i gminy wykonujemy co roku rozpoznanie upraw i przeprowadzamy monitorowanie kondycji roślin od zasiewów poprzez monitorowanie przezimowania upraw i monitorowanie wszelkich zagrożeń wywołanych zmianami pogody, wywołanych szkodnikami i gwałtownymi opadami.
Województwo Mazowieckie warunki rozwoju pszenicy ozimej od 15 do 25 dekady roku 2016 rozdzielczość przestrzenna 1km2 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Zobrazowania satelitarne Użytkowanie i zmiany powierzchni Ziemi Mapy Corine Codzienne zdjęcia Proba-V Gotowy, dekadowy wskaźnik NDVI
Zdjęcia satelitarne Proba-V oraz Sentinel-2 Codzienna rewizyta Proba-V 4 kanały: niebieski, czerwony, bliska podczerwień, średniapodczerwień Rewizyta 4 razy w tygodniu Sentinel-2
Zastosowanie teledetekcji satelitarnej dla różnych obszarów użytkowania Porównanie dla różnych okresów baza danych 1997-2017 Modelowanie Plonów codzienny monitoring obszaru całej Polski Archiwalna baza danych wielkości plonów dla każdego województwa Grunty orne 8 5/5/2017 8
Budowanie wskaźników roślinnych bazy danych 5/5/2017 9
Zastosowanie danych satelitarnych NOAA AVHRR NOAA AVHRR Susze Grunty orne NDVI-TS TCI VCI Redukcja plonów 5/5/2017 10
Monitoring stanu rozwoju upraw porównania
Monitorowanie ciągłe wyszczególnionego pola albo obszaru przetworzone zdjęcie satelitarne Sentinel 2
Monitorowanie plantacji roślin energetycznych wysokości, ilości biomasy Mapa statusu plantacji Mapa wysokości plantacji H (m) 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2
Klasyfikacja upraw ze zdjęć Sentinel-2 i Landsat 8 OLI
ZAGROŻENIA
Monitoring pokrywy śniegu i temperatury POWIERZCHNI 5/5/2017 16
Zagrożenia dla środowiska Informacje sygnalne GUS A - dobry stan ozimin B - zły stan ozimin a - wczesna wiosna b - późna wiosna Przezimowanie Rzepaku 5/5/2017 17
MONITOROWANIE I PROGNOZA SUSZY TCI dla powiatów (km 2 ) Wkład nauki dla poprawy działań w rolnictwie
WPŁYW SUSZY NA REDUKCJE PLONÓW Surface temperature YIELD reduction Drought Yield reduction caused by drought in the Field 19
STRATY W PRODUKCJI ROŚLINNEJ
Detekcja pożarów 45% zgodnych pożarów to pożary > 5 ha 42% pożary 1-5 ha 13% pożary równe 1 ha
MONITOROWANIE POWIERZCHNI ZLEWNI WKRY Zainteresowanie Susze w RZGW dorzeczach rzek 5/5/2017 22
Inwentaryzacja rzeczywistej lesistości kraju z wykorzystaniem istniejących danych fotogrametrycznych Prawie 800 000 ha lasów więcej niż oficjalnie podaje GUS Więcej lasów, Głos lasu, 11, 2015
Monitoring zmian pokrycia terenu - Kartowanie form pokrycia terenu (uszczegółowienie CORINE Land Cover) - Monitorowanie zmian wieloczasowych i sezonowych - Intensywność użytkowania w Natura2000 (np.: częstotliwość koszenia łąk) CORINE Land Cover 1990. 2012 (2018) Copernicus Land Monitoring Service Hoscilo, A., Mirończuk, A. 2016 GIS i dane przestrzenne w OOŚ,
Lasy i zadrzewienia Inwentaryzacji rzeczywistej lesistości Monitorowanie zmian w lasach (zręby, nasadzenia), Zniszczenie lasów (huragany, pożar), Szacowanie wielkości biomasy Kondycja lasów oraz zmiany Inwentaryzacja zadrzewień śródpolnych Zniszczenia lasów spowodowane huraganami okolice Supraśla 17.06.2016r. Sentinel-2A 2015-08-07 2016-07-22 2016-08-31
MONITOROWANIE WILGOTNOŚCI na podstawie danych z satelity Sentinel-1
WYSOKOŚĆ ROŚLIN; POWIERZCHNIA PROJEKCYJNA LIŚCI LAI PORÓWNANIE 2014-2016 (Modelowanie na podstawie danych z satelity ALOS)
Mapy wód powierzchniowych i ich zmian - mapy zasięgu wiosennych powodzi
Monitorowanie obszaru powodzi
Monitorowanie powierzchni zalewów infiltracja wód 30 5/5/2017
Precyzyjny monitoring całych aglomeracji miejskich TerraSAR-X 2011-2012 Wykorzystanie wysokorozdzielczych obrazów komercyjnych daje możliwość połączenia możliwości monitorowania dużych obszarów i bardzo wysokiej precyzji wymaganej przy monitoringu pojedynczych inwestycji budowlanych
2011-05-29 2011-07-29 2011-09-29 2011-11-29 2012-01-29 2012-03-29 2012-05-29 2012-07-29 2012-09-29 2012-11-29 2013-01-29 2013-03-29 2013-05-29 2013-07-29 2013-09-29 2013-11-29 2014-01-29 2014-03-29 2014-05-29 2014-07-29 2014-09-29 2014-11-29 2015-01-29 2015-03-29 2015-05-29 2015-07-29 2015-09-29 2015-11-29 2016-01-29 2011-05-29 2011-07-29 2011-09-29 2011-11-29 2012-01-29 2012-03-29 2012-05-29 2012-07-29 2012-09-29 2012-11-29 2013-01-29 2013-03-29 2013-05-29 2013-07-29 2013-09-29 2013-11-29 2014-01-29 2014-03-29 2014-05-29 2014-07-29 2014-09-29 2014-11-29 2015-01-29 2015-03-29 2015-05-29 2015-07-29 2015-09-29 2015-11-29 2016-01-29 przemieszczeniepionowe [mm] przemieszczeniepionowe [mm] Precyzyjny monitoring bieżących inwestycji infrastruktury budowlanej, np. budowa metra Cosmo-SkyMed lata 2011-2016 Duże możliwości w zakresie wykrywania i monitorowania deformacji nieliniowych (np. deformacje w wyniku drążenia tuneli tarczą TBM) - 0.5 0 0.5 cm/year Integracja pomiarów interferometrycznych z pomiarami ze stacji GNSS oraz z niwelacją precyzyjną 10 Bardzo wysoka precyzja w określaniu trendów deformacji (pomniżej 1 mm/rok) oraz historii deformacji (deformacja na daną datę) do 2 mm/rok. Udokumentowana wysoka zgodność z pomiarami wykonywanymi metodą niwelacji precyzyjnej Przejście tarczy ul. TBM Bartosiewicza pod 11a ulicą Bartosiewicza 6 Deformacje w sąsiedztwie budowy stacji Metro Świętokrzyska ul. Jasna 15 4 5 2 0 0-2 -5-4 -6-10 -8-15 -10-12 data pomiaru [rrrr-mm-dd] reper 00082SL03 punkt pomiarowy 1752228/3861157 punkt pomiarowy 3861240 data pomiaru [rrrr-mm-dd] reper 00042SL02 punkt pomiarowy 3860182 punkt pomiarowy 1749592
Szeroka gama zastosowań wykrywanie i monitorowanie nieznanych deformacji m.in.: - Deformacje wynikające ze zmian hydrologicznych - Wyznaczanie obszarów o mniej korzystnych warunkach zabudowy - Deformacje o genezie geologicznej II Linia Metra - Określanie stabilności obszarów przeznaczonych pod inwestycje Most Siekierkowski - Monitoring budynków - Monitoring dróg i mostów - Monitoring metra i innych obiektów związanych z tunelowaniem
Krajowy Zintegrowany Dynamiczny System Monitoringu Deformacji Podłoża Gruntowego Korzyści: - Szczegółowa precyzyjna informacja o deformacjach w skali całego Kraju (częstotliwość pomiarów nawet co sześć dni - Możliwość stworzenia jednego prezyzyjnego zintegrowanego systemu odniesienia, do którego mogą być dowiązywane inne pomiary, np. niwelacyjne - Korzyści dla administracji publicznej, jak również impuls do rozwoju przedsiębiorczości poprzez dostęp do danych bardzo istotnych w wielu dziedzinach gospodarki - Wzmocnienie konkurencyjności polskich instytucji na arenie międzynarodowej
Monitorowanie obszarów wrażliwych na zmiany
Wykrywanie i monitorowanie zmian w srodowisku wskutek eksploatacji KOPALNIA WĘGLA BRUNATNEGO BEŁCHATÓW 1987 1989 1992 1993 1995 1999 KOPALNIA WĘGLA BRUNATNEGO BEŁCHATÓW 1987 1989 1992 1993 1995 1999
Sentinel-2 zmiany 2015-2016 Sentinel-2 wykrywanie i monitorowanie zmian
Zmiany w mieście Warszawa Monitorowanie Zmian w Miastach Obszary Nieprzepuszczalne Zmiany Temperatury w miastach
Temperatura powierzchni obszarów miejskich o C 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Temperatura powierzchni 3-05-2007 19-05-2007 19-05-2013 20-06-2013 Dolinka Służewiecka Park Szczęśliwicki Park J. Piłsudskiego Łazienki Królewskie Park Saski Park Skaryszewski
Monitorowanie miejsc występowania Barszczu Sosnowskiego metodami lotniczymi i satelitarnymi:
Dziękuję za uwagę